1、什么是模糊理論
1.1模糊理論概述
模糊理論是在美國加州大學伯克利分校電氣工程系的L.A.zadeh教授于1965年創立的模糊集合理論的數學基礎上發展起來的， 它是探討如何將存在于真實世界中的模糊現象使之數學化的一門邊緣科學。模糊理論主要包括模糊集合理論，模糊邏輯，模糊推理和模糊控制等方面的內容。它的特別之處在于允許“是否屬于中間的中介狀態”，以隸屬函數概念代表模糊集合，允許領域中存在“非完全屬于”和“非完全不屬于”等集合的情況，即為相對屬于的概念；并將“屬于”觀念數量化，承認領域中不同的元素對于同一集合有不同的隸屬度，借以描述元素和集合的關系，并進行量度。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，并取得了一些令人信服的成效。
1.2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制作用集，作用于被控對象或過程.控制作用集為一組條件語句，狀態語句和控制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。
1.3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；
1.4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，量化因子的選取多采用試湊發，這對復雜系統的控制是難以奏效的。
2、模糊理論的應用
模糊理論中模糊控制應用得最有效.最廣泛。
模糊控制系統的組成具有常規計算機控制系統的結構形式，通常是由模糊控制器、輸人/輸出接口、執行機構、被控對象和測量裝置等五部分組成。
2.1基于模糊控制的水溫控制系統
模糊控制比傳統的PID控制等方法，在強時變、大時滯、非線性系統中的控制效果有著明顯的優勢。將模糊控制技術應用于家電產品在國外已是很普遍的現象。單片機是家用電器常用的控制器件，把二者結合起來，可使控制器的性能指標達到最優的目的�；�
于模糊控制技術的單片機控制的電熱水器，是對傳統的電熱水器開關控制的改造，具有達到設定溫度的時間短、穩態溫度波動小、反應靈敏、抗干擾能力強、節省電能等優點。
0）；電熱線加量量分為四個模糊子集B（大）、M（中），S（�。�、Z（零），對應于二極電熱絲的四種狀態的本實例所采用的模糊控制系統的輸入為測得溫度與設定溫度的偏差E（ ； 為設定的水溫，t為測得的水溫）以及偏差的變化量 ( ，前一次測得的溫度減本次的溫度)，輸出為電絲加熱量。將E為分四個模糊子集B（大）、M（中），S（�。（負），對應溫度的偏差為： ＜TM1℃、TM2℃＜ ＜TM1℃、0℃＜ ＜TM2℃、 ＜0℃（TM1＞TM2＞0）。 分為三個模糊子集P（正）、Z（零）、N（負），對應的偏差變化量主： ＞A0、－A0＜ ＜A0、 ＜－A0（A0＞組合:電熱絲1電熱絲2都加熱、電熱絲1加熱、電熱絲2加熱、電熱絲1電熱絲2都不加熱(其中電熱絲1的功率大于電熱絲2的功率)。
通過以上關系編制相應的控制程序，再搭配上相應的電路，可以高性能地控制電熱水器。
2.2基于模糊控制的節電照明控制系統
日前我國電力工業發展速度很快.但是電力供應小足和用電效率低下的狀況卻比較嚴重.推行照明節電技術.節約電能是改善電力負荷緊張狀況的主要途徑之一。我國照明用電約占總發電量的12%左右.且以低效照明為主.因此成為終端節電的主要對象之一。照明用電大都屬于峰時用電.因此可見.照明節電具有節約電量和緩和.高峰用電的雙重作用。提倡照明節能，不等于降低對視覺作業的要求降低工作場所的視覺要求，在保證照度標準和照明質量的前提下，力求減少照明系統中的能量損失，最有效地利用電能。而降壓節電是一種切實可行的方法，不僅節約了電能，而且穩定了電壓，延長了燈泡的使用壽命，達到了雙重意義上的節能。
此節電照明控制系統根據日光燈在啟動時需要瞬時高壓才能發光.啟動后僅需要較低的電壓就能以維持工作的特性。采用模糊控制的方法設計出一個節電控制器，在初始階段.以220V電壓輸出.等日光燈運行穩定后再降到200 V，190 V或180 V低電壓輸出。
系統通過不斷檢測在線電壓值來獲取其與標準電壓值的差E，偏差變化CE以及控制量變化U進行模糊化.進而通過查量化因子及比例因子修正表對E和CE進行重新量化.然后查表
模糊控制規則表.對輸出量電壓進行處理。
實驗證明.該節電照明控制系統的節電效率為25%左右。該系統小僅具有節電、延長燈泡壽命的功能.而且能使日光燈在電壓波動較大范圍內穩定運行。由于該系統采用丁單片機控制.所以具有較高的性能價格比和柔性。
3、模糊理論的應用前景
如今模糊理論得到了廠泛的應用。許多公司成立了模糊系統研究機構專門從事模糊系統的研究。并取得了很好的進展。表現在模糊控制在洗衣機、吸塵器、冶金、制造等自動控制行業中的應用。除此之外，模糊邏輯芯片和模糊計算機的研制也取得了進展。盡管模糊控制理論已經取得了可觀的進展，但與常規控制理論相比仍不成熟。
模糊控制要有較好的發展，必須具有較完善的控制規則。對于某些復雜的工業過程，有時難以總結出較完整的經驗，并且當對象動態特性發生變化，或者受到隨機干擾的影響時模糊控制的效果不好。因此又有了對常規模糊控制的改進，如Fuzzy-PIS復合控制，三位模糊控制器，Smith-fuzzy控制器、專家模糊控制器，還有對模糊邏輯與神經網絡協作系統的研究。模糊控制器正向著自適應、自組織、自學習方向發展，使得模糊控制參數、規則在控制過程中自動地調整、修改和完善，從而不斷完善系統的控制性能，達到更好的控制效果，而與專家系統、神經網絡等其他智能控制技術相融合成為其發展趨勢。
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