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电气信息工程学院
外 文 翻译
译文名称： 模糊控制器的设计
专 业： 电气工程及其自动化
姓 名： 胡芳芳
班级学号： 03-02-01
指导教师： 王卓
译文出处： Journal of Computer Contr为NM。
所有的规则合成叫做规则库，这些规则都是用 if-then 的结构来表示的，通 常if后面的部分叫做条件，then后面的部分是结论。那个输入值Neg是负小的 缩写， NB 的等价意思是负大， NM 是负中的意思。计算机能够根据输入的偏差和 偏差变化率来执行相应规则和计算控制信号。
这里的目的是要找出并解释各种设计的选择。 在一个基控制器的控制规则里控制策略或多或少的是用自然语言来存储的。 控 制策略是单独用语言变量来表示而不是用数学方程来描述的。基于自然语言变量 规则的控制器是很容易被一个非专业的最终用户理解和应用。一个等效的控制器 可以实施利用传统技术。事实上，任何一个基于规则的控制器均可以等效替代， 公式转换语言—是一种易于实现的控制系统。
模糊控制器被应用于各种控制方案中（IEC, 1996）。最直观的一个是直接 控制，而模糊控制器在一个反馈控制系统中放在前向通道里（图 1） 。输出与 给定值相比较，如果有偏差，控制器根据控制策略采取措施。在这个框图中，箭 头可以被理解为同时有几个信号的多回路控制。这里的控制器为模糊控制器，它 取代了传统的控制器，也就是说PID（比列、积分、微分）控制器。
图1
在反馈通道控制里（图 2 ）通过测量扰动来实现补偿。它需要一个精确的模型 如果一个数学模型的建立比较困难，模糊模型就可应用了。图2显示控制器和模 糊补偿，为了易于理解把过程通道和反馈回路省略掉，图2可以被看作是一个合 成的线性和非线性控制器组合。控制器C是一个线性的PID控制器，而模糊控制 器的 F 是一个补充的非线性控制器。
控制器
图2
图3
模糊规则也被用来校正参数以实现自适应控制（图 3 ） 。如果一个非线性 设备改变工作点，可能会引起控制器参数的变化。这就是自适增益应调度控制， 自适应增益调度控制器包含一个线性控制器，其参数的变化影响控制器的功能。 它需要了解设备的知识，但它往往是一个很好的方法，以补偿非线性和参数变化。 传感器测量值用来提供给控制器来改变控制器参数，往往是同过查表得到。
模糊控制的设计是否能满足稳定性要求是一个开放性的问题。稳定性是衡量 一个系统到平衡点的能力。无论系统的起始点在何处怎样变化，一个稳定的线性 系统都会逐渐回到平衡点。这是相对简单的线性系统稳定性的方法，例如通过检 查所有的特征值是在左半的复平面上来判断。拿非线性系统来说，模糊系统一般 都具有非线性，稳定性的概念相对来说更复杂。一类非线性系统渐进稳定是说系 统的输出逐渐接近平衡点。如果最终只能接近于平衡点，而不会收敛到它，也称 之为平衡（李雅普诺夫意义上的稳定）。检验非线性系统稳定条件更为困难，部 分原因是该系统的输出不仅受信号的振幅而且受信号的频率影响。有兴趣的读者 可参照 driankov, hellendoorn &reinfrank （1993） 或 passino & yurkovich （1998）的著作。他们的报到了4 种方法（李雅普诺夫方程，波波夫，循环，锥