Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,模糊算法,（,Fuzzy,algorithmic approach,）,精确、,精准：,accurate,准确：,exact,确定：,determine,、,ensure,1,、定义：通过对现实对象的分析，处理数据并构建,模糊型数学模型,用,隶属关系,将数据元素集合灵活成,模糊集合,，确定,隶属函数,，进行模糊统计多依据,经验和人的心理过程,，它往往是通过,心理测量,来进行的，它研究的是事物本身的,模糊性,模糊,”,，是指客观事物彼此间的差异在,中间过渡,时，,界限不明显,，呈现出的,“,亦此亦彼,”,性。
模糊,”,是相对于,“,精确,”,而言的模糊数学并不是让数学变成模模糊糊的东西，而是用数学工具对模糊现象进行描述和分析模糊数学是对,经典数学,的扩展，它在经典集合理论的基础上引入了,“,隶属函数,”,的概念，来描述事物对模糊概念的,从属程度,、,什么叫模糊控制？,所谓模糊控制，就是对难以用已有规律描述的复杂系统，采用,自然语言,（如大、中、小）加以叙述，借助,定性的、不精确的及模糊的条件语句,来表达，,模糊控制是一种基于,语言,的一种智能控制,2,、,为什么,采用模糊控制？,传统的自动控制控制器的综合设计都要建立在,被控对象准确的数学模型,(,即传递函数模型或状态空间模型,),的基础上，但是在实际中，很多系统的影响因素很多，,油气混合过程、缸内燃烧过程等,),，,很难找出精确的数学模型这种情况下，模糊控制的诞生就显得意义重大因为模糊控制不用建立数学模型,不需要预先知道过程精确的数学模型,要研制智能化的汽车，就离不开模糊控制技术,如汽车空调：人体舒适度的模糊性和空调复杂系统,3,、模糊控制的特点,1,）无需知道被控对象的数学模型,2,）反映人类智慧思维的智能控制,3,）易被人们所接受,4,）构造容易,5,）鲁棒性好,3,、工作原理,把由各种传感器测出的精确量转换成为适于模糊运算的模糊量,然后将这些量在模糊控制器中加以运算,最后再将运算结果中的模糊量转换为精确量,以便对各执行器进行具体的操作控制。
在模糊控制中,存在着一个模糊量和精确量之间相互转化的问题,模糊控制原理图,s:,系统的设定值x1,x2:,模糊控制的输入,(,精确量,),X1,X2:,模糊量化处理后的模糊量U:,经过模糊控制规则和近似推理后得出的模糊控制量u:,经模糊判决后得到的控制量,(,精确量,),y:,对象的输出也可以表示成,工作步骤：,输入量模糊化,建立模糊规则,进行模糊推理,输出量反模糊,3,、模糊控制的特点,适用于不易获得精确数学模型的被控对象，,是一种语言变量控制器,从属于智能控制的范畴该系统尤其适于非线性，时变，滞后系统的控制,抗干扰能力强，响应速度快，并对系统参数的变化有较强的鲁棒性二、模糊控制在汽车的应用方面,1,、,ABS,防抱死系统：,工况的多变及轮胎的非线性,2,、汽车巡航系统：,外,界负荷的扰动、汽车质量和传动系效率的不确定性、被控对象的强非线性,3,、汽车空调：,人体舒适感的模糊性和空调复杂结构,4,、半主动悬架：,系统参数不稳定性,5,、,发动机,三、在汽车空调上的应用,对汽车空调系统的要求：,技术性能和控制性能优良，满足人体舒适性的要求；,节能,自动控制的应用是达到这两方面要求的一个重要途径。
经典控制理论：,建立数学模型,现代控制理论：,状态方程,空调器为典型的传质换热系统，结构和内部物理过程复杂，难以建立,精确的,数学模型汽车空调由于,工作条件多变,，用传统的控制方法如,:PID,控制，难以获得较好的控制效果对于环境干扰，鲁棒性好，能够抑制非线性因素对控制器的影响,控制过程,：,1,、,根据,温度传感器和湿度传感器测定的温度湿度,，以,人体舒适感为基,础,，对车厢温度进行模糊修正,2,、根据,设定温度和实测温度,，用模糊控制原则推论控制输出,3,、根据,室外温度、乘车满员率,对控制输出进行热负荷模糊修正4,、根据,车门启闭,情况，对控制输出进行修正,全空调型客车空调原理图,1,、外进风,;2,出风口,;3,蒸发器风机,:4,蒸发器芯,;5,热水器芯,:,6,温度门,:7,、出风口,:8,车内进风,模糊控制是基于语言的控制,模糊语言集的组成：,T,（,E,）,T,（,E,）,=,负大，负中，负小，零，正小，正中，正大,用模糊语言变量,E,来描述偏差，,或用符号表示,负大,NB,（,Negative Big,）、,负中,NM,（,Negative Medium,）、,负小,NS,（,Negative Small,）、,零,ZE,（,Zero,）、,正小,PS,（,Positive Small,）、,正中,PM,（,Positive Medium,），,正大,PB,（,Positive Big,），,则：,T,（,E,）,=NB,，,NM,，,NS,，,ZE,，,PS,，,PM,，,PB,建立隶属函数：,各参数对相应子集的隶属函数分别由不同的函数族决定。
参数的相应子集指该参数被,人为地划分成的等级,所构成的一组模糊集合相应子集的多少，由,控制精度,决定例如，参数,“,温差,”,的相应子集可以是,“,正大，正小，负小，负大,”,，也可以是,“,正大，正中，正小，负小，负中，负大,”,，后者比前者模糊子集多，因而控制精度更高（在其它条件相同的情况下）温度偏差,x,的相应子集为：,正大：,u()=1-1/,（,1+0.5X,2,）,(X0),正中：,u()=1/,（,1+,（,x-2,）,2,）,(X0),正小：,u()=1/,（,1+(x-1),2,）,(X0),正很小：,u()=1/,（,1+0.5X,2,）,(X0),负很小：,u()=1/,（,1+0.5X,2,）,(X0),负小：,u()=1/,（,1+(x+1),2,）,(X0),负中：,u()=1/,（,1+(x+2),2,）,(X0),负大：,u()=1-1/,（,1+0.5X,2,）,(X0),1,）根据专家经验,2,）,根据熟练工人的经验,3,）,建立控制对象的模糊模型,温度偏差,E,的隶属函数,温度变化率,Eu,的隶属函数,控制输出量,U,的隶属函数,普通集合对温度的定义,模糊集合对温度的设定,汽车空调模糊控制系统的,控制执行器,压缩机、蒸发器风机、电子膨胀阀,控制目标,:,压缩机能量调节机构控制其,排量,;,蒸发器风机控制车内的,送风量,;,电子膨胀阀控制压缩机吸入气体的过热度。
执行器和控制量之间有交互的影响,增加了控制的复杂性汽车空调模糊控制框图,模糊控制规则：（根据人工经验设定）,根据温差和温差变化率设定等级，推导压缩机排量、膨胀阀开度和风机转速的等级1),如果温差,“,正大,”,温差变化率,“,负很小,”,认为机器制冷力严重不足运行状态设置为,:,压缩机排量为,“,最大,”,膨胀阀开度为,“,最大,”,风机转速为,“,最大,”,2),如果温差,“,正中,”,温差变化率,“,正大,”,认为机器制冷力不足,运行状态设置为,:,压缩机排量为,“,大,”,膨胀阀开度为,“,大,”,风机转速为,“,大,”,3),如果温差,“,正小,”,温差变化率,“,正中,”,认为机器制冷力仍不足,运行状态设置为,:,压缩机排量为,“,中,”,膨胀阀开度为,“,中,”,风机转速为,“,中,”,如果温差变化率相应子集数和温差相同,均为,8,个,那么,这种类型的规则应有,64,条,模糊控制规则表,建立模糊控制规则的基本思想,:,当误差大或较大时，选择控制量以,尽快,消除误差为主，而当误差较小时，选择控制量要注意防止,超调,，以,系统的稳定性,为主要出发点以误差为负大时，误差变化为负大为例，这时误差有增大的趋势，为尽快消除已有的负大误差并抑制误差变大，所以控制量取负大，即使风门开度达到最小，减少通过加热器的风量。
控制步骤：,.,计算出温度差,x,，温差的变化率 ，,x,即为精确的控制输入求出控制输入,x,、,对相应子集的隶属度，把精确的控制输入转换成模糊量例如，,x=1,=0.1/min,则有：,x,对相应子集的隶属度为（按前述设定隶属函数）：,正大：,u(x)=0.33,正中：,u(x)=0.5,正小：,u(x)=1,正很小：,u(x)=0.67,其余子集：,u(x)=0,同样地，对相应子集隶属度亦可算出，例如：,正大：,u()=0.1,正中：,u()=0.8,正小：,u()=0.9,正很小：,u()=0.1,其余子集：,u()=0,.,模糊控制规则条件部分的隶属度例如，对前述设定的模糊控制规则、控制输入组,y=x=1,x=0.1/min,对其条件部分的隶属度可求得：,对规则的条件部分：,u(y)=0,对规则的条件部分：,u(y)=0.1,对规则的条件部分：,u(y)=0.8,.,（,4,）利用模糊控制规则，推导控制输出的模糊量由前一步骤计算的对规则条件部分的隶属度,u,（,y,）,可直接得出相应规则结论部分对相应子集的隶属度例如，对规则，已知,y,对条件部分的隶属度,u,（,y,）,=0.8,，那么，压缩机排量,F,对“中等排量”隶属度,u(F)=0.8,，风机转速,v,，对“中等转速”隶属度,u(v)=0.8,，膨胀阀开度,N,对“中等转速”隶属度,u(N)=0.8,。
考虑所有有关的结论部分，即可得到控制输出对相应子集的隶属度如压缩机排量,F,对相应子集,的隶属度为：最大：,u(F)=0,大：,u(F)=0.1,中：,u(F)=0.8,小：,u(F)=0.7,最小：,u(F)=0.1,模糊推理规则,模糊量化为清晰量输出,输出模糊量,根据重心法原则,模糊控制器控制表,模糊控制与常规控制比较,模糊控制具有,超调量小、稳差小,的特点一般汽车空调模糊控制可节能,15%,20%,控制过程,：,1,、,根据温度传感器和湿度传感器测定的温度湿度，以人体舒适感为基 础，对车厢温度进行模糊修正,2,、根据设定温度和实测温度，用模糊控制原则推论控制输出,3,、根据室外温度、乘车满员率对控制输出进行热负荷模糊修正4,、根据车门启闭情况，对控制输出进行修正,控制过程,：,1,、,根据温度传感器和湿度传感器测定的温度湿度，以人体舒适感为基 础，对车厢温度进行模糊修正,2,、根据设定温度和实测温度，用模糊控制原则推论控制输出,3,、根据室外温度、乘车满员率对控制输出进行热负荷模糊修正4,、根据车门启闭情况，对控制输出进行修正,实行模糊控制要进行三个方面的工作,:,精确量的模糊化,把语言变量的语言值化为某适当论域上的模糊子集,;,模糊控制算法和设计,通过一组模糊条件语句构成模糊控制规则,并计算模糊控制规则决定的模糊关系,;,输出信息的模糊判决,并完成由模糊量到精确量的转化,结 论：,谢 谢 大 家,。