CN1117153A - 在模糊控制环内的模糊推理方法 - Google Patents

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Abstract

在一个模糊控制环内，所谓的去模糊作用是通过乘法器和除法器来完成的，而它们则需要相对较长的运行时间来计算操作变量。为了显著减少模糊控制环的操作变量的计算运行时间，对操作变量只采取“正的”和“负的”两种状态。在去模糊作用过程中，用一个减法器代替用乘法器和除法器来完成操作变量的计算。其结果是，运行时间明显地减少；控制器显著加快。

Description

在模糊控制环内的模糊推理方法
本发明涉及一种在模糊控制环内的模糊推理方法。
在1990年第三期“电子工程师”39—43页上刊登了一篇由Giinter Trautzl撰写的题为“模糊逻辑”的论文。
名称如基于规则的系统、双值逻辑和多值逻辑也被用于指模糊逻辑。
模糊逻辑最早始创于1965年，用以处理即使不够精确的和不够完整的数据记录。对被测值的描述使用语言变量而非数字。模糊集，例如正大、正平均、正小、近于零、负小等等被引入用作语言变量。模糊集是由其成员函数定义的。
成员函数说明一个元素被包含在集合中的数值范围的程度。控制策略是结合模糊集的语言变量来实现的。
启动信号的产生借助于简单的“如果—则”法则。下述的典型的控制策略应用于模糊控制中。
第一法则：
如果控制器的输入变量是负数小且同时间控制器的输入变量的变化是正数小，于是被操作的变量是正数小。
第二法则：
如果控制器的输入变量是负数小且输入变量的变化是正数大，于是被操作的变量是负数小。
第三法则：
如果控制器的输入变量是近于零且输入变量的变化是正数小，于是被操作的变量是负数小。
第四法则：
如果控制器的输入变量是近于零且输入变量的变化是正数大，于是被操作的变量是负数大。
待变换为明确的物理变量的模糊语言操作变量是作为组合的结果而产生的。按照现有技术，它是通过确定模糊输出变量的重心来达到这个目的的。由于必须运行多次的乘法和一次除法，其计算就需要相对较长的时间。模糊集的操作变量的数值计算也被称作去模糊。
因此，本发明的目的是提供一种模糊控制环的方法，可使模糊控制环显著地加快，而对控制器的其它特性无需本质的负效应。
本发明通过对模糊控制器的操作变量只提供两个模糊集，“正的”和“负的”，就可达到这个目的。
本发明出于这样一种概念：即将操作变量仅仅分成为“正的”和“负的”两种状态，并不再像现有技术中那样分成为诸如正小、负小、和负大等等的人为规定状态。这种计量的优点是，使去模糊作用仅由减法就可完成，而不再需通过一系列的乘法和一次除法。其结果是节省了很多时间；控制器由于减法在计算上的花费大大地少于乘法和除法而变得显著地加快。不过仍然保持着模糊控制环的优越性。
图1表示一个已知的模糊控制环的成员函数。
图2表示根据本发明的一个控制环的成员函数。
图3表示本发明的一个典型实施例。
图1表示第一和第二输入变量以及从其中计算出的输出变量的成员函数。去模糊作用是通过计算图中斜线区的重心而进行的。
根据本发明的成员函数示于图2中。去模糊作用是通过减去正的”和“负的”两个集的最大成员值来进行的。
本发明的典型实施例示在图3中。
控制器的第一和第二输入变量馈送至存储着成员函数的模块组(ZF)。这些模块(ZF)的输出联接至一个网络(U)的输入，网络(U)是由比较器、乘法器组成的。在这里根据法则进行最小组合。网络(U)的输出联接至一个网络(01)和一个网络(02)的输入。根据法则，在(01)和(02)两个网络中进行最大组合。不过，根据本发明，对操作变量仅做出“正的”和“负的”的区别。不提供诸如正小、正大、正平均、负小、负大或负平均等状态。(01)和(02)两个网络的输出联接至减法器(S)的输入，在减法器(S)的输出，得出准确的操作变量(SG)。
在本发明的情况下，减法器(S)代替了乘法器和除法器。通过这种措施，操作变量的运算时间显著地减少。在现有技术中使用乘法器和除法器而没有减法器，明显地需要较长的运算时间来计算重心。
本发明模糊控制环可容易地由比较器、乘法器、和减法器来构成。与已知的模糊处理器相比较，本发明因此给出一种非常简单和经济的模糊控制环的实施。

Claims (4)

1.一种模糊控制环的模糊推理方法，其特征为，对模糊控制器的操作变量只提供“正的”和“负的”两个模糊集。
2.按照权利要求1的方法，其特征为，去模糊作用通过减去“正的”和“负的”两个模糊集的最大成员而进行。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征为，遵循“如果…则”法则，
如果控制器的输入变量是负小且输入变量中的变化是正小，则操作变量是正的；
如果控制器的输入变量是负小且输入变量中的变化是正大，则操作变量是负的；
如果控制器的输入变量是近于零且输入变量中的变化是正小，则操作变量是负的；
如果控制器的输入变量是近于零且输入变量中的变化是正大，则操作变量是负的。
4.按照权利要求1、2或3的方法，其特征为：输入变量和输入变量中的变化被馈送至储存成员函数的第一网络(ZF)；在上游的第一网络(ZF)的输出变量被组合于一个邻接的第二网络(U)中，这个网络(U)是由比较器和乘法器组成的；由比较器和乘法器组成的第二网络(U)的输出信号被组合在第三网络和第四网络(01，02)中，第三和第四网络(01，02)的输出信号在减法器(S)内互相减去，而在其输出可得到对驱动器的驱动信号(SG)。
CN95105388A 1994-05-04 1995-05-03 在模糊控制环内的模糊推理方法 Pending CN1117153A (zh)

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