模糊控制算法教學(xué)ppt課件

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1、模糊控制理論在汽車中的應(yīng)用一、概述二、在汽車上的應(yīng)用方面三、舉例說(shuō)明在汽車空調(diào)當(dāng)中的應(yīng)用四、簡(jiǎn)要介紹在其他方面的應(yīng)用一、概述１、什么叫模糊控制？所謂模糊控制，就是對(duì)難以用已有規(guī)律描述的復(fù)雜系統(tǒng)，采用自然語(yǔ)言（如大、中、?。┘右詳⑹?，借助定性的、不精確的及模糊的條件語(yǔ)句來(lái)表達(dá)，模糊控制是一種基于語(yǔ)言的一種智能控制2、為什么采用模糊控制？傳統(tǒng)的自動(dòng)控制控制器的綜合設(shè)計(jì)都要建立在被控對(duì)象準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型(即傳遞函數(shù)模型或狀態(tài)空間模型)的基礎(chǔ)上，但是在實(shí)際中，很多系統(tǒng)的影響因素很多，油氣混合過(guò)程、缸內(nèi)燃燒過(guò)程等)，很難找出精確

2、的數(shù)學(xué)模型。這種情況下，模糊控制的誕生就顯得意義重大。因?yàn)槟：刂撇挥媒?shù)學(xué)模型不需要預(yù)先知道過(guò)程精確的數(shù)學(xué)模型。要研制智能化的汽車，就離不開(kāi)模糊控制技術(shù)如汽車空調(diào)：人體舒適度的模糊性和空調(diào)復(fù)雜系統(tǒng)3、工作原理把由各種傳感器測(cè)出的精確量轉(zhuǎn)換成為適于模糊運(yùn)算的模糊量,然后將這些量在模糊控制器中加以運(yùn)算,最后再將運(yùn)算結(jié)果中的模糊量轉(zhuǎn)換為精確量,以便對(duì)各執(zhí)行器進(jìn)行具體的操作控制。在模糊控制中,存在著一個(gè)模糊量和精確量之間相互轉(zhuǎn)化的問(wèn)題模糊控制原理圖s:系統(tǒng)的設(shè)定值。x1,x2:模糊控制的輸入(精確量)。X1,X2:模糊量

3、化處理后的模糊量。U:經(jīng)過(guò)模糊控制規(guī)則和近似推理后得出的模糊控制量。u:經(jīng)模糊判決后得到的控制量(精確量)。y:對(duì)象的輸出。也可以表示成工作步驟：輸入量模糊化建立模糊規(guī)則進(jìn)行模糊推理輸出量反模糊3、模糊控制的特點(diǎn)①適用于不易獲得精確數(shù)學(xué)模型的被控　　　對(duì)象，②是一種語(yǔ)言變量控制器③從屬于智能控制的范疇。該系統(tǒng)尤其適于非線性，時(shí)變，滯后系統(tǒng)的控制④抗干擾能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快，并對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的變化有較強(qiáng)的魯棒性。二、模糊控制在汽車的應(yīng)用方面1、ABS防抱死系統(tǒng)工況的多變及輪胎的非線性2、汽車巡航系統(tǒng)外界負(fù)荷的擾動(dòng)、汽車質(zhì)量和

4、傳動(dòng)系效率的不確定性、被控對(duì)象的強(qiáng)非線性3、汽車空調(diào)人體舒適感的模糊性和空調(diào)復(fù)雜結(jié)構(gòu)4、半主動(dòng)懸架系統(tǒng)參數(shù)不穩(wěn)定性5、發(fā)動(dòng)機(jī)三、在汽車空調(diào)上的應(yīng)用對(duì)汽車空調(diào)系統(tǒng)的要求：★技術(shù)性能和控制性能優(yōu)良，滿足人體舒適性的要求；★節(jié)能自動(dòng)控制的應(yīng)用是達(dá)到這兩方面要求的一個(gè)重要途徑。經(jīng)典控制理論：建立數(shù)學(xué)模型現(xiàn)代控制理論：狀態(tài)方程空調(diào)器為典型的傳質(zhì)換熱系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)和內(nèi)部物理過(guò)程復(fù)雜，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。汽車空調(diào)由于工作條件多變，用傳統(tǒng)的控制方法如:PID控制，難以獲得較好的控制效果。對(duì)于環(huán)境干擾，魯棒性好，能夠抑制非線性因素對(duì)控

5、制器的影響全空調(diào)型客車空調(diào)原理圖1、外進(jìn)風(fēng);2出風(fēng)口;3蒸發(fā)器風(fēng)機(jī):4蒸發(fā)器芯;5熱水器芯:6溫度門:7、出風(fēng)口:8車內(nèi)進(jìn)風(fēng)模糊控制是基于語(yǔ)言的控制模糊語(yǔ)言集的組成：T（E）T（E）={負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小，零，正小，正中，正大}用模糊語(yǔ)言變量E來(lái)描述偏差，或用符號(hào)表示負(fù)大NB（NegativeBig）、負(fù)中NM（NegativeMedium）、負(fù)小NS（NegativeSmall）、零ZE（Zero）、正小PS（PositiveSmall）、正中PM（PositiveMedium），正大PB（PositiveBig），

6、則：T（E）={NB，NM，NS，ZE，PS，PM，PB}建立隸屬函數(shù)：各參數(shù)對(duì)相應(yīng)子集的隸屬函數(shù)分別由不同的函數(shù)族決定。參數(shù)的相應(yīng)子集指該參數(shù)被人為地劃分成的等級(jí)所構(gòu)成的一組模糊集合。相應(yīng)子集的多少，由控制精度決定。例如，參數(shù)“溫差”的相應(yīng)子集可以是“正大，正小，負(fù)小，負(fù)大”，也可以是“正大，正中，正小，負(fù)小，負(fù)中，負(fù)大”，后者比前者模糊子集多，因而控制精度更高（在其它條件相同的情況下）。溫度偏差x的相應(yīng)子集為：正大：u(ⅹ)=1-1/（1+0.5X2）(X>0)正中：u(ⅹ)=1/（1+（x-2）2）(X>0)正

7、?。簎(ⅹ)=1/（1+(x-1)2）(X>0)正很?。簎(ⅹ)=1/（1+0.5X2）(X>0)負(fù)很?。簎(ⅹ)=1/（1+0.5X2）(X<0)負(fù)?。簎(ⅹ)=1/（1+(x+1)2）(X<0)負(fù)中：u(ⅹ)=1/（1+(x+2)2）(X<0)負(fù)大：u(ⅹ)=1-1/（1+0.5X2）(X<0)溫度偏差E的隸屬函數(shù)溫度變化率Eu的隸屬函數(shù)控制輸出量U的隸屬函數(shù)普通集合對(duì)溫度的定義模糊集合對(duì)溫度的設(shè)定★汽車空調(diào)模糊控制系統(tǒng)的控制執(zhí)行器壓縮機(jī)、蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)、電子膨脹閥★控制目標(biāo):壓縮機(jī)能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制其排量;蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)

8、控制車內(nèi)的送風(fēng)量;電子膨脹閥控制壓縮機(jī)吸入氣體的過(guò)熱度。執(zhí)行器和控制量之間有交互的影響,增加了控制的復(fù)雜性。汽車空調(diào)模糊控制框圖模糊控制規(guī)則：（根據(jù)人工經(jīng)驗(yàn)設(shè)定）根據(jù)溫差和溫差變化率設(shè)定等級(jí)，推導(dǎo)壓縮機(jī)排量、膨脹閥開(kāi)度和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的等級(jí)。(1)如果溫差“正大”,溫差變化率“負(fù)很小”,認(rèn)為機(jī)器制冷力嚴(yán)重不足。運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置為:壓縮機(jī)排量為“最大”,膨