模糊控制工程应用若干问题研究探讨

发表时间:2018/11/7   来源:《防护工程》2018年第18期   作者:包毅
[导读] 科学技术的进步促进了模糊控制工程的广泛应用,模糊控制工程的发展得到了很多电子工程师们的一致认可

包毅
        广西洋浦南华糖业集团股份有限公司  广西南宁  530001
        摘要:科学技术的进步促进了模糊控制工程的广泛应用,模糊控制工程的发展得到了很多电子工程师们的一致认可。每一门科学技术需要掌握这门技术的核心问题,并采用科学合理的方法来探索和控制,这样这门技术才可以发挥一定的作用,才可以把技术的特点发挥到最大。这篇文章探索了模糊控制工程相关的问题,阐述了解决模糊控制工程技术遇到有关问题的方法,以供广大同仁研究探讨。
        关键词:模糊控制工程;问题;方法
        引言:国家各个科学技术的进步带动了模糊控制技术的发展,并且得到了广泛的应用,也得到了人们的一致认可。原因有很多,例如模糊控制的特点是具有鲁棒性和灵活性,与在非线性和很难建设控制精确数字模型中相比有很大的优势。这篇文章就描述了模糊控制的应用及在应用遇到的问题,并且提出相应的方案。
        一、模糊控制工程学的基本内容
        (一)、模糊控制工程学的发展
        经过长时间的发展,模糊控制工程在各个方面得到了很大的发展,应用范围也越来越广泛。从刚开始提出了模糊集合论到制造了模糊控制器,实现了理论联系实际的操作,模糊控制工程的发展实现了从理论到实际的应用实践过程。
        (二)、模糊控制工程学的含义
        模糊控制是一种计算机数字控制技术,又叫模糊逻辑控制,包括了模糊化模期推理解决方法及解模糊三个方面。模糊控制里一个不可或缺的一部分是模糊化,模糊化是一个精确的数值经过离散量化处理之后取得的输入量化论域,经过输入语言变量的模糊子集取得之后观察录属度函数的变动,来断定各个点在模糊子集上的录属度,这是一个模糊推理的过程,这种推理方式会更加的迅速和方便。经过丰富的经验来总结出模糊规则,并以模糊规则为根本应用模糊推理,依照模糊条件来推算出模糊关系,经过综合算出最后控制量的输出这就是推理决策。把模糊输出量转变成精准输出的过程叫解模糊。综上所述就是模糊控制工程学的含义。
        二、模糊控制工程运用的核心问题探究
        (一)、强耦合多变量问题
        人们在工业生产运用模糊控制工程的过程时,会碰到很多强耦合多变量问题,需要想出相应的对策并去解决这些问题。这些问题在条件和环境这方面可以得到较好的控制。通过看多变量的对象是属于被控对象,还会牵涉到控制器及测量和执行元件,这些组成了繁琐的网络结构。问题在多变量间大部分都存在着耦合关系,耦合的强度不稳定,耦合强度很小时以线性独立的方式控制会得到较好控制,耦合强度很大时,超出控制范围就会影响系统。



        (二)、模糊控制规则和参数对实际应用的影响
        通过专业技术人员丰富的理论知识和实际经验创造出了模糊控制器,并且将模糊控制器运用范围扩大。模糊控制的规则和参数的取得在实际的操作应用中起到了重要的作用。但模糊控制的规则和参数在实际应用中会存在很多问题,这会对有关参数的改变造成影响,更会对最后的结论造成很大的影响,会对系统的效果产生很大的影响。总结以上可以看出模糊控制规则有非常重要的作用。
        (三)、模糊控制器的精准控制
        专业技术人员创造出的模糊控制器有很多的优点,能够带来很多的利益。比如有良好的鲁棒性和非线性控制。有优点的同时当然也存在一些缺点,例如存在一些误差、精确度较低等缺点。因此,还需要在模糊控制器的精准控制上深入研究,并加以解决存在的问题。
        三、模糊控制工程运用的问题解决方案
        (一)、强耦合多变量问题的解决方法
        模糊控制工程中经常出现的问题就是强耦合多变量,专家技术人员经常会用分层多规则集的方法。每个多变量输出所控制的作用都不一样,判断过程状态可按照全局变量,并且不一样的控制规则决定这些过程状态,因此这些控制专一化更强,才可以取得更好的效果。除此之外还有一种变量叫辅助变量,辅助变量的具体内容是指一个由模糊推理语言组成的,并且有一些规则的总合。辅助变量在所有模糊控制系统中的使用是高层规则的集合,主要判断系统运行过程状态的作用,也就是局部变量。低层规则集合是进行一个对于不同的过程状态的模糊控制,在运用过程中把系统中受控变量或控制有关的过程变量。把全局变量和局部变量融合起来的一种特殊工程应用系统就是模糊控制工程,模糊控制工程能分解一个层次上的多个简单模糊变量,达到一个规则集合的变量控制。各自的结构构成了分层多规则集模糊控制器的规则集合。在不同的过程状态中所表现的特点是不一样的,建设控制规则是以表现出不同的特点为根本的。在高层,区分过程状态的规则是要积累有关的经验及分析生产过程中的机理来实现的。
        (二)、模糊控制规则和参数影响的解决方法
        模糊控制规则和参数的设计会与输入变量的选择和模式相联系,还会产生一定影响的是模糊变量论域的划分及模糊变量录属度函数。这些因素都会影响着模糊控制能否更好的运用到实际工程中。参数的优化是通过多种方式来控制的,如录属度函数的形状和量化因子。很多行业都会用到这种设计模式,如船舶的自动驾驶等,可见模糊控制应用的范围越来越广。
        (三)、模糊控制器的精度控制方法
        控制模糊控制器的方法有多种,大部分是利用增加各种各样的积分器来降低模糊控制器的稳定状态偏差,最终目的是增加控制精度。一部分是通过利用增加前馈积分项来控制系统。还有一部分是通过利用增加动态积分项来控制输出,进而增加系统的控制性能。通过增加积分项能够提高模糊控制器的精度,但是在提高的同时会出现增加超调的问题,不利于系统发展。因此,要进行科学合理的选择。还有一种应用比较广泛的方法是利用调整模糊控制参数来提升模糊控制器的稳定精度。调整模糊控制参数可以通过两个方法来调整,即在线调整和优化参数,这两个方法都可以调整模糊控制参数。
        四、总结:
        模糊控制技术是一门高新技术,模糊控制技术随着科学技术的进步应用范围越来越广。比如模糊空调、模糊摄像机等。虽然模糊控制技术的性能强、功能强,但是在实践操作中会碰到各种各样的问题,这就需要探索在实际模糊控制工程应用的过程中出现的问题以及提出有关的方案来解决这些问题。
        参考文献:
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        [2]林粤彤,王飞跃.基于模糊神经元网络的智能车辆个性自动驾驶系统的设计与实现[J].自动化学报.2015, 27 (4).
        [3]杨卫中,王一鸣,李海健.温室温度模欄控制参数在线自整定算法[J].农业机械学报.2016, 36 (9).
        [4] 王庆香,孙炳达.自学习模糊智能洗衣机的一种设计方案[J].自动化与仪器仪表.2016,(12).
       

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