第三章模糊控制.ppt

3.2模糊控制器的结构和设计经过模糊化接口、规则库、模糊推理、清晰化接口的设计，一个完整的模糊控制器就构成了综上所述，模糊控制器实际上就是依靠微机（或单片机）来构成的。它的绝大部分功能都是由计算机程序来完成的。随着专用模糊芯片的研究和开发，也可以由硬件逐步取代各组成单元的软件功能。第61页，共126页，星期日，2025年，2月5日3.2模糊控制器的结构和设计3.2.6模糊控制器的设计内容（1）确定模糊控制器的输入变量和输出变量；（2）确定输入，输出的论域和Ke、Kec、Ku的值；（3）确定各变量的语言取值及其隶属函数；（4）总结专家控制规则及其蕴涵的模糊关系；（5）选择推理算法；（6）确定清晰化的方法；（7）总结模糊查询表。第62页，共126页，星期日，2025年，2月5日3.3模糊控制器的设计实例3.3模糊控制器的设计实例（1）设计一个模糊控制的沿直线道路单行道自行驾驶的汽车。（2）水箱液体位置的模糊控制第63页，共126页，星期日，2025年，2月5日设计一个模糊控制的沿直线道路单行道自行驾驶的汽车。假设车速是固定的，汽车上装有超声波探测器，用以探测方向和位置。其探测方法为：在沿行车路线的一边建有回音壁，汽车上的超声波发生器不断发生脉冲，车上的超声波接收器根据回音壁的超声反射信号来判断汽车的位置，并通过动态调节接收器的方向以使接收到的信号最大，以此确定汽车运动方向与道路方向之间的夹角。这样就可用汽车的位置和方向这两个输入参数作为控制汽车方向盘转动角度的依据。没有确切的数学模型3.3模糊控制器的设计实例第64页，共126页，星期日，2025年，2月5日设计一个模糊控制的沿直线道路单行道自行驾驶的汽车。假设道路中线到汽车中心的距离为d，汽车前进方向与道路中线的夹角为θ，方向盘的转动角度是φ，那么有d，θ→φ约定：当汽车中心在道路中线左边时，其距离d为正值，在右边时为负值，其变量分别用“左”和“右”来表示；同样偏离角度θ可分别用三个变量“左”、“中”、“右”来表示；方向盘的转动角度φ用两个变量“左”和“右”来表示。确定模糊控制器的输入、输出变量定义语言变量的语言值3.3模糊控制器的设计实例第65页，共126页，星期日，2025年，2月5日设计一个模糊控制的沿直线道路单行道自行驾驶的汽车。根据专家的知识和经验知道：“如果汽车在道路中线的左边，方向与道路方向一致，那么应该将方向盘向右转，以接近道路中线。”“如果汽车在道路中线的右边，方向与道路方向一致，那么应该将方向盘向左转，以接近道路中线。”“如果汽车方向偏左，那么应该将方向盘向右转以对准道路方向。”“如果汽车方向偏右，那么应该将方向盘向左转以对准道路方向。”3.3模糊控制器的设计实例第66页，共126页，星期日，2025年，2月5日设计一个模糊控制的沿直线道路单行道自行驾驶的汽车。根据专家的知识和经验知道：“如果汽车在道路中线的左边，方向与道路方向一致，那么应该将方向盘向右转，以接近道路中线。”R1：如果d是“左”且θ是“中”，那么φ是“右”“如果汽车在道路中线的右边，方向与道路方向一致，那么应该将方向盘向左转，以接近道路中线。”R2：如果d是“右”且θ是“中”，那么φ是“左”“如果汽车方向偏左，那么应该将方向盘向右转以对准道路方向。”R3：如果d是“零”且θ是“左”，那么φ是“右”“如果汽车方向偏右，那么应该将方向盘向左转以对准道路方向。”R4：如果d是“零”且θ是“右”，那么φ是“左”3.3模糊控制器的设计实例第67页，共126页，星期日，2025年，2月5日设计一个模糊控制的沿直线道路单行道自行驾驶的汽车。隶属函数3.3模糊控制器的设计实例第68页，共126页，星期日，2025年，2月5日设计一个模糊控制的沿直线道路单行道自行驾驶的汽车。如何利用这些规则来进行控制呢？R1：如果d是“左”且θ是“中”，那么φ是“右”R2：如果d是“右”且θ是“中”，那么φ是“左”R3：如果d是“零”且θ是“左”，那么φ是“右”R4：如果d是“零”且θ是“右”，那么φ是“左”如果在行进中，汽车在道路中线左边，方向偏右，激活规则一和规则四。根据规则一的要求，方向盘该转向右；但是根据规则四的要求，方向盘又应该转向左。如何根据这两个互为矛盾的结果来决定方向盘的转向呢？这就要比较两者的隶属度，若规则一的满足程度大于规则四的满足程度，则将方向盘稍微转向右边，但是当继续转向右边时，规则四的满足程度就会不断加强，当规则四满足程度大于规则一时，就执行规则四的结果，修正汽车方向；反之，若规则四的满足程度大于规则一的满足程度，则将方向盘稍微转向左边