A. 模糊理論的應用領域
事實上,模糊理論應用最有效,最廣泛的領域就是模糊控制,模糊控制在各種領域出人意料的解決了傳統控制理論無法解決的或難以解決的問題,並取得了一些令人信服的成效。
模糊控制的基本思想:
把人類專家對特定的被控對象或過程的控制策略總結成一系列以「IF(條件)THEN(作用)」形式表示的控制規則,通過模糊推理得到控製作用集,作用於被控對象或過程。控製作用集為一組條件語句,狀態語句和控製作用均為一組被量化了的模糊語言集,如「正大」、「負大」、「正小」、「負小」、零等。
模糊控制的幾個研究方向:
·模糊控制的穩定性研究
·模糊模型及辯識
·模糊最優控制
·模糊自組織控制
·模糊自適應控制
·多模態模糊控制
模糊控制的主要缺陷:
信息簡單的模糊處理將導致系統的控制精度降低和動態品質變差。若要提高精度則必然增加量化級數,從而導致規則搜索范圍擴大,降低決策速度,甚至不能實時控制。模糊控制的設計尚缺乏系統性,無法定義控制目標。控制規則的選擇,論域的選擇,模糊集的定義,量化因子的選取多採用試湊發,這對復雜系統的控制是難以奏效的。 模糊理論發展至今已接近三十餘年,應用的范圍非常廣泛,從工程科技到社會人文科學都可以發現模糊理論研究的蹤跡與成果。我們分別由工程科技與社會人文科學的角度,了解模糊理論應用的范疇。
一、工程科技方面
1、型樣識別:文字識別、指紋識別、手寫字體辨識、影像辨識、語音辨識
2、控制工程:機器人控制、汽車控制、家電控制、工業儀表控制、電力控制
3、信號及資訊處理:影像處理、語音處理、資料整理、資料庫管理
4、人工智慧及專家系統:故障診斷、自然語言處理、自動翻譯、地震預測、工業設計
5、環保:廢水處理、凈水處理廠工程、空氣污染檢驗、空氣品質監控
6、其他:建築結構分析、化工製程式控制制
二、 教育、社會及人文科學方面
1、教育:教學成果評量、心理測驗、性向測驗、計算機輔助教學
2、心理學:心理分析、性向測驗
3、決策決定:決策支援、決策分析、多目標評價、綜合評價、風險分析 模糊理論是指用到了模糊集合的基本概念或連續隸屬度函數的理論。根據下圖可將模糊理論進行大致的分類。主要有五個分支:(1)模糊數學,它用模糊集合取代經典集合從而擴展了經典數學中的概念; (2)模糊邏輯與人工智慧,它引入了經典邏輯學中的近似推理,且在模糊信息和近似推理的基礎上開發了專家系統;
(3)模糊系統,它包含了信號處理和通信中的模糊控制和模糊方法;
(4)不確定性和信息,它用於分析各種不確定性;
(5)模糊決策,它用軟約束來考慮優化問題。
當然,這五個分支並不是完全獨立的,他們之間有緊密的聯系。例如,模糊控制就會用到模糊數學和模糊邏輯中的概念。
從實際應用的觀點來看,模糊理論的應用大部分集中在模糊系統上,尤其集中在模糊控制上。也有一些模糊專家系統應用於醫療診斷和決策支持。由於模糊理論從理論和實踐的角度看仍然是新生事物,所以我們期望,隨著模糊領域的成熟,將會出現更多可靠的實際應用。
B. 模糊控制在電梯中是怎麼應用的
不知你了解程度 給你介紹一篇簡單的 有點意思的 浙大建築設計研究院 王松青 董少兵 有一篇論文 基於模糊推理的電梯交通模式識別 可以看看
C. 各位達人,求:模糊控制應用主要在哪些方面
1965年 美國加利福尼亞大學自動控制專家 L.A Zadeh (扎德 或 查德)教授 論文《模糊回集合論》。
1974年答 英國工程師 (E.H.Mamdani)馬丹尼
將模糊集合理論應用於鍋爐和蒸汽機的控制,獲得成功,模糊數學走向應用,取名模糊控制。
D. 二型模糊控制器有何實際應用
PID控制的原理和特點在工程實際中,應用最為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制,簡稱PID控制,又稱PID調節。PID控制器問世至今已有近70年歷史,它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制的主要技術之一。當被控對象的結構和參數不能完全掌握,或得不到精確的數學模型時,控制理論的其它技術難以採用時,系統控制器的結構和參數必須依靠經驗和現場調試來確定,這時應用PID控制技術最為方便。即當我們不完全了解一個系統和被控對象,或不能通過有效的測量手段來獲得系統參數時,最適合用PID控制技術。PID控制,實際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據系統的誤差,利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。比例(P)控制比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差(Steady-stateerror)。積分(I)控制在積分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。對一個自動控制系統,如果在進入穩態後存在穩態誤差,則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統(SystemwithSteady-stateError)。為了消除穩態誤差,在控制器中必須引入「積分項」。積分項對誤差取決於時間的積分,隨著時間的增加,積分項會增大。這樣,即便誤差很小,積分項也會隨著時間的增加而加大,它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小,直到等於零。因此,比例+積分(PI)控制器,可以使系統在進入穩態後無穩態誤差。微分(D)控制在微分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的微分(即誤差的變化率)成正比關系。自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振盪甚至失穩。其原因是由於存在有較大慣性組件(環節)或有滯後(delay)組件,具有抑制誤差的作用,其變化總是落後於誤差的變化。解決的法是使抑制誤差的作用的變化「超前」,即在誤差接近零時,抑制誤差的作用就應該是零。這就是說,在控制器中僅引入「比例」項往往是不夠的,比例項的作用僅是放大誤差的幅值,而目前需要增加的是「微分項」,它能預測誤差變化的趨勢,這樣,具有比例+微分的控制器,就能夠提前使抑制誤差的控製作用等於零,甚至為負值,從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯後的被控對象,比例+微分(PD)控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。傳統的控制理論都建立在被控對象精確模型(傳遞函數和狀態方程)的基礎上,而對一些復雜系統,建立其數學模型是比較困難的,有時甚至是不可能的,也就無法用系統控制方法實現自動控制,但由人工控制卻往往做的比較好。而模糊控制正是總結操作人員的經驗並形成語言規則,運用模糊集合論模擬操作人員的操作和決策,從而實現自動控制[
E. 智能家電產品種類有哪些
智能家電產品分為兩類:一是採用電子、機械等方面的先進技術和設備;二是模擬家庭中熟練操作者的經驗進行模糊推理和模糊控制。隨著智能控制技術的發展,各種智能家電產品不斷出現,例如把電腦和數控技術相結合,開發出的數控冰箱、具有模糊邏輯思維功能的電飯煲、變頻式空調、全自動洗衣機等。
智能家用電器的智能程度不同,同一類產品的智能程度也有很大差別,一般可分成單項智能和多項智能。單項智能家電只有一種模擬人類智能的功能。例如模糊電飯煲中,檢測飯量並進行對應控制是一種模擬人的智能的過程。在電飯煲中,檢測飯量不可能用重量感測器,這是環境過熱所不允許的。採用飯量多則吸熱時間長這種人的思維過程就可以實現飯量的檢測,並且根據飯量的不同採取不同的控制過程。這種電飯煲是一種具有單項智能的電飯煲,它採用模糊推理進行飯量的檢測,同時用模糊控制推理進行整個過程的控制。多項智能家電在多項智能的家用電器中,有多種模擬人類智能的功能。例如多功能模糊電飯煲就有多種模擬人類智能的功能。例如LG電子在韓國發布了搭載有革命性信息服務的高端智能家電產品。HomeChatTM可以在NLP和LINE這兩款流行的手機社交應用上使用,這兩款應用擁有超過3億用戶。通過這項技術,用戶可以與LG最新的家電產品進行交流互動,並通過手機控制,監控以及分享使用心得。HomeChatTM為人們詮釋了什麼是真正的智能,LG高端智能家電的產品線包括了一台配備攝像頭的冰箱、一台可以允許用戶通過HomeChatTM技術開始或下載洗衣程序的洗衣機,以及一台支持NFC互聯技術和WiFi連接的光波變頻微波爐。
普通智能家用電器所採用廉價「模糊控制」智能控制技術。少數高檔家電用到」神經網路「技術(也叫神經網路模糊控制技術),模糊控制技術目前是智能家用電器使用最廣泛的智能控制技術。原因在於這種技術和人的思維有一致性,理解較為方便且不需要高深的數學知識表達,可以用單片機進行構造。
不過模糊邏輯及其控制技術也存在一個不足的地方,即沒有學習能力,從而使模糊控制家電產品難以積累經驗。而知識的獲取和經驗的積累並由此所產生新的思維是人類智能的最明顯體現。家用電器在運行過程中存在外部環境差異、內部零件損耗及用戶使用習慣的問題,這就需要家用電器能對這些狀態進行學習。例如一台洗衣機在春、夏、秋、冬四個季節外界環境是不一樣的,由於水溫及環境溫度不同,洗滌時的程序也有區別,洗衣機應能自動學習不同環境中的洗滌程序;另外,在洗衣機早期應用中,洗衣機的零件處於緊耦合狀態,過了磨合期,洗衣機的零件處於順耦合狀態,長期應用之後,洗衣機的零件處於松耦合狀態。對於不同時期,洗衣機應該對自身狀態進行恰當的調整,同時還應產生與之相應的優化控制過程;此外,洗衣機在很多次數的洗滌中,應自動學習特定衣質、衣量條件下的最優洗滌程序,當用戶放入不同量、不同質的衣服時,洗衣機應自動進入學習後的最優洗滌程序——這就需要一種新的智能技術:神經網路控制。
智能冰箱是一種能對冰箱進行智能化控制、對食品進行智能化管理的冰箱類型。比如,能自動進行冰箱模式調換,始終讓食物保持最佳存儲狀態,用戶可通過手機或電腦,隨時隨地了解冰箱里食物的種類、數量、保鮮保質信息,可為用戶提供健康食譜和營養禁忌,可提醒用戶定時補充食品等。
智能空調系統能根據外界氣候條件,按照預先設定的指標對安裝在屋內的溫度、濕度、空氣清潔度進行分析、判斷、及時自動打開製冷、加熱、去濕及空氣凈化等功能。同時用戶還能通過手機等終端,在遠程對空調進行控制。
F. 可否具體(或者聯系案例)談一下模糊控制應用於實際生活的方法。
其典型應用涉及生產和生活的許多方面,例如在家用電器設備中有模糊內洗衣機、空調、微波爐、吸塵器容、照相機和攝錄機等;在工業控制領域中有水凈化處理、發酵過程、化學反應釜、水泥窯爐等;在專用系統和其它方面有地鐵靠站停車、汽車駕駛、電梯、自動扶梯、蒸汽引擎以及機器人的模糊控制。
G. 什麼是模糊控制洗衣機
洗衣機搭載了先進的智能模糊控制技術,根據衣物重量及衣物材質對洗衣程序進行模糊控制,以確定水位的高低,洗滌、漂洗、脫水時間的長短,選擇最佳洗衣程序,精確洗衣,節水節電,為用戶帶來更簡單的潔凈體驗。
所以,只要直接放入衣物,打開「模糊控制」功能開關,再啟動洗衣機,就可以了。
1965年美國加州大學的L.A.Zadeh教授在其發表的著名論文「Fuzzy Sets」中,首次提出用「隸屬函數」的概念來定量描述事物模糊性的模糊集合理論,從此奠定了模糊數學的基礎。
我國古代偉大的哲學家和思想家老子曰「精確兮,模糊所伏;模糊兮,精確所依。
」模糊數學不是將數學變得模模糊糊,而是用數學的方法去描述客觀世界中的模糊現象,揭示其本質和規律。
模糊數學在經典數學和充滿模糊性的現實世界之間架起一座橋梁。
1974年英國學者E.H.Mamdani首次把模糊集合理論成功地應用在鍋爐和蒸汽機的控制之中,在自動控制領域中首開模糊控制在實際工程上應用之先河。
在短短的30多年裡,模糊數學獲得了長足的發展,在理論和應用上都取得了令人驚嘆的豐碩成果。
模糊數學的應用領域已涉及到自動控制、圖像和文字識別、人工智慧、地質、地震、醫療診斷、氣象分析、航空、航天、火車汽車輪船駕駛、交通管理、決策評價、企業管理和社會經濟等許多方面。
在自動化技術中的應用是模糊數學非常活躍而又碩果累累的一個領域。
著名的自動控制權威Austrom 曾經指出:
模糊邏輯控制,神經網路控制與專家控制是三種典型析智能控制方法。
90年代初,模糊家電風靡日本,給日本企業帶來了巨大的商業利潤,同時也推動歐美和其它國家,進一步促進了模糊技術的發展。
1985年世界上第一塊模糊邏輯晶元在美國著名的貝爾實驗室問世,這是模糊技術走向實用化的又一里程碑。日本、美國、德國等許多著名公司都在積極從事這方面的研究,相繼開發出許多商業化的模糊邏輯晶元,1986年日本建立了模糊控制器硬體系統(模糊控制專用器件)。
上個世紀80年代末期到90年代中期先後提出了模糊近似推理、模糊自適應控制、模糊神經元網路和模糊自適應推理系統等。
給模糊技術的應用注入了新的活力,開辟了十分誘人的光明前景。
我國在模糊理論領域的研究處於世界先進水平,先後出版了幾十本有關模糊領域的著作。
在工程技術應用方面較為薄弱,已經提出了連續監控系統設計方法和便於工程應用的模糊集成控制方法。
上世紀90年代後期開始出現了模糊家電控制等。