模糊系统

下载PDF

模糊系统是与使用模糊逻辑相关的变量系统。模糊控制器根据输入变量的当前值，使用定义的规则控制模糊系统。模糊系统设计器和模糊逻辑VI均可用于设计和控制模糊系统。

模糊系统包含三个主要部分：语言变量、隶属函数和规则。

语言变量

语言变量以文字的形式表示要控制系统的输入变量和输出变量。对加热器来说，可能需要两个输入语言变量：当前温度和预期温度，以及一个输出语言变量：加热器设置。每个语言变量都包含一个预期值范围。例如，当前温度的范围可能为0～100度。预期温度的范围可能为50～80度。

模糊控制器要求至少一个输入语言变量和一个输出语言变量。

语言项以文字的形式表示语言变量值的类别。每个语言变量当前温度和预期温度可能包含语言项冷、适中和热。语言变量加热器设置可能包含语言项关、低和高。

隶属函数是对应语言项的数值函数。隶属函数表示语言项内语言变量的隶属度。隶属度为0和1之间的连续值，其中0等于0%隶属关系，1等于100%隶属关系。例如，语言变量当前温度的语言项热可能在100度时为完全隶属关系(1)；小于等于70度时为无隶属关系(0)；70和100度之间为部分隶属关系。

规则基于输入和输出语言变量的语言项，以文字的方式描述了两者之间的关系。例如，可这样定义规则：

IF 当前温度 IS 冷 AND 预期温度 IS 适中, THEN 加热器设置 IS 低。

句子“当前温度 IS 冷”和“预期温度 IS 适中”就是该规则的前件。AND运算符指定了模糊逻辑控制器关联两个前件的方式，从而决定聚合规则前件的真值。句子“加热器设置 IS 低”是该规则的后件。

规则集是模糊系统规则的集合。规则集等同于控制器的控制策略。