模糊控制器
- 更新时间2023-02-21
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通过模糊控制器可控制模糊系统。大部分传统控制算法要求为待控制的系统进行数学建模。但对很多物理系统来说，数学建模十分困难或根本无法实现。此外，许多过程要么为非线性，要么通过传统策略进行控制十分复杂。但如果控制策略可定性描述，则可通过模糊逻辑创建模拟启发式经验法则策略的模糊控制器。
下图展示了模糊控制器的过程。
模糊化
模糊化是将确定或数值输入值与对应语言变量的语言项相关联的过程。
例如，对于当前温度语言变量，模糊控制器可能将从温度计读得的温度与语言项冷、适中和热相关联。依据语言项的隶属函数，温度值可能对应于一个或多个语言项。
实现语言控制策略
模糊控制器对模糊系统的输入值模糊化后，模糊控制器使用对应的输入语言项和规则集确定输出语言变量的生成语言项。
例如，假设房间的当前温度为50度，对应于隶属度为0.4的语言项冷。同时假设预期温度为70，对应于隶属度为0.8的语言项适中。模糊控制器调用模糊系统的下列规则：IF 当前温度 IS 冷 AND 预期温度 IS 适中, THEN 加热器设置 IS 低。
注意该规则包含两个前件：“当前温度 IS 冷”和“预期温度 IS 适中”。每个前件的真值等于对应语言项中语言变量的隶属度。模糊逻辑控制器使用前件运算符确定计算聚合规则前件真值的方法。假设本例中调用的规则使用“与（最小值）”前件运算符，该运算符指定使用前件的最小隶属度作为聚合规则前件的真值。因此，聚合规则前件的真值就是0.4。
用户可为模糊系统的每个规则指定一个支持度。规则权重等于支持度乘以聚合规则前件的真值。执行去模糊化前，模糊控制器根据规则权重，使用蕴含方法对输出语言变量的隶属函数进行换算。
去模糊化
去模糊化是将语言项中输出语言变量隶属度转换为确定数值的过程。模糊控制器可使用一种数学方法执行去模糊化。模糊控制器最精确的去模糊化方法因不同控制应用而异。