发布于：2013-07-13 11:25:13
来自：暖通空调 / 中央空调
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在现代化的楼房大厦中，大多数采用了中央空调统一供热、制冷的方法。在每一个房间内都安装了热交换器和循环风机，通过设定风机的转速来改变换热量的大小，调节房间的温度。一般的控制器可以设定“高/中/低/关”四种模式。但这种控制方法的缺点是房间温度需要手动调节，各种环境因素的变化常常会使人们感到不适。由于被控对象具有较大的惯性和迟延，受各种因素变化影响，因而对象的传递函数具有非线性和时变特性；对于各个空调控制器，由于房间情况和安装情况不同导致对象特性不同，采用常规PID控制难以取得较好的控制效果。而模糊控制是基于模糊规则的控制，可以引入设计者的经验，对非线性对象、大惯性大迟延对象以及数学模型不太清楚的对象都可以取得较好的控制效果，具有较好的鲁棒性。 模糊控制属于计算机数字控制的一种形式，是以模糊集合、模糊规则和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制；模糊控制的本质是将相关领域的专家知识和操作人员的经验转化为模糊规则，通过模糊推理、模糊决策实现对系统的控制。模糊控制系统一般由输入/输出接口、模糊控制器、执行器、被控对象和传感器等五个部分组成。控制系统的控制流程是：通过传感装置接收的信号多为模拟信号，通过输入接口转化为控制器可识别的数字信号，经模糊控制器决策得到控制信号，经输出装置转换成执行器可识别的信号，控制被控对象，使系统达到设定的状态。模糊控制器是系统的核心部分，一般是由一台置有模糊控制算法的计算机（也可选用单片机或PLC等）构成，模糊控制系统的优劣，在很大程度上取决于模糊控制器的结构形式、设计的模糊规则、合成推理算法和模糊决策的方法等其它因素。即是模糊控制器，主要由模糊化、知识库、模糊推理和解模糊等四个部分构成，其作用如下： 1、模糊推理：是模糊控制系统的核心，确定控制器的当前输入量与哪些控制规则有关系，并利用实时的输入量与规则库中所激活规则的信息推导得出结论，得到模糊集合及其确信度，实现仿人决策过程。考虑到推理时间和实时性，一般采用基本的Zadeh近似推理，它分正向推理和逆向推理两类，在模糊控制系统中，常用的是正向推理，是指输入已知，求输出量。 2、知识库：由数据库和规则库组成。数据库中存放的是所有输入、输出变量的模糊子集的隶属度矢量值，并向推理机提供数据；规则库是将操作者或专家在实践中的控制经验和过程知识经过总结而得到的模糊条件语句的集合，是人的知觉推理的一种语言表示形式，为推理机提供控制规则。模糊规则通常由一簇规则的形式或者是采用矩阵表的形式描述，例如：if – then、else等，条件是输入，结果是输出。按照输入量和输出量的个数，分为单输入单输出和多输入多输出规则，目前常见的是单入单出规则和双入单出规则，它们的形式分别为： （if A then B 和 if A and B then C）。语言规则描述了一种因果关系，要由计算机来执行这类规则，就包含两个层次的问题，首先要确定这个因果关系的数学表示形式，其次要根据输入值确定实际的输出即控制作用，这个输出就是模糊变量。模糊规则库含盖着与过程控制相关的经验知识，模糊规则就是这些由专家知识和操作者控制经验的描述，规则条数与语言变量的模糊子集划分有关，所以如何建立好模糊规则是个非常重要的问题。模糊规则的建立有赖于模糊化的完成，其建立的方法有以下几种：基于专家经验及控制理论、基于系统过程的模糊模型、基于操作工人的现场操作经验、基于自学习。 3、解模糊：又称反模糊化，将推理得到的结果从模糊量转化为可用于实际控制的精确输出量。根据规则库通过推理得出的是模糊集合，但它还不能被执行元件识别和执行，不能直接用来作为被控对象的控制量，需要将其转化为执行器可实现的精确值。将模糊集合变成清晰值的过程称为解模糊，解模糊的目的就是依据推理结果求得能够反映控制量的实际分布。它必然是模糊控制器正常运行中不可缺少的一步。工程中常见的解模糊方法有如下几种： 3.1、 最大隶属度法(MOM) 最大隶属度法亦称直接法，它是取对应于输出模糊集中隶属度最大的论域中的值作为输出，即若输出量模糊集合C的隶属度函数只有一个峰值，则取隶属度函数的最大值为清晰值，即： (u )max((u))CcCμ = μ，式中C为输出模糊集合，u为输出论域中的元。如果输出量的隶属度函数具有多个极值，则取这些极值的平均值作为清晰值。 3.2、 区域中心法(COA) 区域中心法也称为重心法，是现有解模糊化方法中最合理、最流行的方法，对输出模糊集合用连续函数表述，对于用离散表述的模糊集合，其输出量由加权平均法求得。 4、模糊化：模糊控制器的输入量必须通过模糊化才可以应用于模糊控制器的求解，由此来讲，模糊化接口其实就是模糊控制器的输入接口，它的作用是将确定的输入量转化成一个模糊矢量，即模糊集合及其相应的隶属度。在选定了模糊-PID 控制器的结构后，就要对采样进入控制器的输入量进行模糊化。模糊化的作用是将传感器测量得到的清晰量转化为模糊量，也即是以测量值对语言描述（模糊变量）的隶属度作为模糊推理的前提条件。当然，如果某个模糊变量的隶属度为0，那么以这个模糊变量为前提条件的规则在控制中将不起作用。考虑到隶属度函数的选取对控制系统的性能影响很大，因此要依据项目具体情况，多次试验。确定隶属度函数之后，要对各输入量的模糊子集的隶属度函数定义域作设定，使模糊子集的数目和范围应遍及整个输入量论域，因此所有的输入量都有与之对应的隶属度函数。
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只看楼主 我来说两句抢地板回复 举报
连设计调试人员自己都说不清‘模糊规则’或者专家知识库里的内容
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