模糊控制是什么意思

利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。在传统的控制领域里，控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的最主要关键。系统动态的信息越详细，则越能达到精确控制的目的。然而，对于复杂的系统，由于变量太多，往往难以正确的描述系统的动态，于是工程师便利用各种方法来简化系统动态，以达成控制的目的，但却不尽理想。换言之，传统的控制理论对于明确系统有强而有力的控制能力，但对于过于复杂或难以精确描述的系统，则显得无能为力了。因此便尝试着以模糊数学来处理这些控制问题。为了实现对直线电机运动的高精度控制，系统采用全闭环的控制策略，但在系统的速度环控制中，因为负载直接作用在电机而产生的扰动，如果仅采用 PID 控制，则很难满足系统的快速响应需求。

由于模糊控制技术具有适用范围广、对时变负载具有一定的鲁棒性的特点，而直线电机伺服控制系统又是一种要求要具有快速响应性并能够在极短时间内实现动态调节的系统，所以本文考虑在速度环设计了PID模糊控制器，利用模糊控制器对电机的速度进行控制，并同电流环和位置环的经典控制策略一起来实现对直线电机的精确控制。模糊控制器包括四部分：(1)模糊化。主要作用是选定模糊控制器的输入量，并将其转换为系统可识别的模糊量，具体包含以下三步：

第一，对输入量进行满足模糊控制需求的处理;

第二，对输入量进行尺度变换;第三，确定各输入量的模糊语言取值和相应的隶属度函数。(2)规则库。根据人类专家的经验建立模糊规则库。模糊规则库包含众多控制规则，是从实际控制经验过渡到模糊控制器的关键步骤。(3)模糊推理。主要实现基于知识的推理决策。(4)解模糊。主要作用是将推理得到的控制量转化为控制输出。3.2 速度环模糊控制器设计首先，将速度误差E和偏差变化率 ΔE都进行模糊量化处理，将量化后的数据作为模糊控制器的两个输入;然后，根据模糊规则进行模糊推理，并将推理后的模糊值解模糊化后再乘以比例因子转换为ΔKp、ΔKi、ΔKd;

第三，将步骤2得到的值与原值做加运算得到最新的一组 PID 值;最后，根据新的PID值求得控制程度u (t)，完成控制任务。一般控制系统的架构包含了五个主要部分，即:定义变量、模糊化、知识库、逻辑判断及反模糊化，下文将对每一部分做简单的说明：

定义变量也就是决定程序被观察的状况及考虑控制的动作，例如在一般控制问题上，输入变量有输出误差E与输出误差变化率EC，而模糊控制还将控制变量作为下一个状态的输入U。其中E、EC、U统称为模糊变量。

模糊化将输入值以适当的比例转换到论域的数值，利用口语化变量来描述测量物理量的过程，根据适合的语言值(linguistic value)求该值相对的隶属度，此口语化变量称为模糊子集合(fuzzy subsets)。

知识库包括数据库(data base)与规则库(rule base)两部分，其中数据库提供处理模糊数据的相关定义;而规则库则藉由一群语言控制规则描述控制目标和策略。

逻辑判断模仿人类下判断时的模糊概念，运用模糊逻辑和模糊推论法进行推论，得到模糊控制讯号。该部分是模糊控制器的精髓所在。

解模糊化解模糊化(defuzzify)：将推论所得到的模糊值转换为明确的控制讯号，做为系统的输入值。