毕业设计：基于模糊推理的水箱水位控制系统设计

一、毕业设计：基于模糊推理的水箱水位控制系统设计

在模糊控制中，关键是要求得模糊关系矩阵，应用最多的是离线进行模糊推理产生控制表，模糊推理是模糊控制器的核心。这里以两入一出、采用CRI推理方法及重心法解模糊的模糊控制器为例，简要介绍模糊推理过程。

设模糊集合 Ai ＝（a1i．．．ani）∈F(X)，Bi ＝（b1i．．．bmi）∈F(Y)，C ＝（c1i．．．cti）∈F(Z) (i＝1,．．．,p)，模糊规则为“IF Ai AND Bi THEN Ci”（i＝1，．．．,p）。其中p为模糊变量的个数，F（X）、F（Y）、F（Z）分别为论域X、Y、Z上的模糊集。由此可求得总模糊关系：

对某一模糊特征向量A*、B*，进一步可求出输出的模糊量：

最后，通过解模糊判决可求出输出的精确量:

注：Ai×Bi 是模糊向量的笛卡儿积，由公式（4）计算：

其中,“T”表示转置，“o”表示矩阵合成运算，使用最常见的 “∨—∧”算子计算，见公式：

这里需要指出的是，把笛卡儿乘积看作一个n×1与一个1×m的矩阵合成。计算结果是n×m模糊阵，而（Ai×Bi）T1表示把这个n×m模糊阵按行“拉直”成nm元模糊行向量，再转置成nm元模糊列向量；（A*×B*）T2的含义是：把A*×B*这个n×m模糊阵按行“拉直”成nm元模糊行向量。

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四、模糊控制的原理

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。

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