什么是模糊控制技术?

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2020-01-02 · 每个回答都超有意思的
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模糊控制技术是以模糊数学为理论基础的应用技术。

你也许已经注意到,不论在自然界还是人类社会都存在着许多难以精确地、定量地加以描述的事物及特征,因而我们的语言中也有了许多内涵明确而外延不分明的概念和命题,如,好、坏、美、丑、高、矮、老、少等等。对于计算机来说,这种模糊性是个难以逾越的障碍。因为计算机是以形式逻辑为基础的,其解决问题的方式是将问题分解为一系列的“是”或“非”(用0或1代表)判断,面对不遵循二值逻辑、允许亦此亦彼现象存在的模糊性,它便无能为力了。为了使计算机以及以它为主体的现代控制技术能够处理模糊现象,需要将模糊用精确的数学表示出来。

1965年,美国加利福尼亚大学的扎德教授最先尝试运用数学的、逻辑的语言描述模糊现象,模糊数学由此而诞生。模糊数学运用隶属度概念将模糊性量化,例如,对于年轻人,由于一般界定13岁以下为儿童,35岁以上为中年,所以可将13岁和35岁隶属于年轻人的程度表示为0,而将18岁表示为1,用0到1之间的数来表示其他不同程度的年轻:15岁=0.4,16岁=0.6,33岁=0.2,30岁=0.4,28岁=0.5,……,这样,13~35岁构成了“年轻人”这个模糊集合中的各元素,所对应的从0到1之间的数值便是隶属度。隶属度是以主观经验判断为依据确定的。借助于隶属度概念可以在模糊集合上进行逻辑推论和逻辑运算,这实际上是将人类所具有的一种高级智力活动——模糊信息处理能力数学化、逻辑化了,从而使得计算机进行类似的模糊信息处理成为可能。

模糊数学理论能让计算机在0到1的多个数值中进行判定,使得计算机所描述的现象更接近于现实;模糊控制技术则使得机器的运行更为准确、有效和符合人们的要求。今天,模糊控制技术已成为一种具有广泛应用前景的自动化技术,各种应用了模糊控制技术的产品相继出现,如模糊控制的家电(洗衣机、电冰箱、电视等)、汽车等。应用模糊控制技术的电冰箱,既可以对箱内存放的食品量、开门的频度作出判断,使冰箱始终运行在最经济、合理的状态,还具备“自学”能力,能够记忆最合理的运行工作周期,随时校正不合理的工作状态,是一种低能耗、易操作的新型电冰箱。模糊控制最有发展前途的应用领域将是人工智能研究,正在进行的模糊人工智能研究已初具成果,一种将模糊逻辑与化工生产的神经网络(神经计算机)相结合的软件已经开发出来。神经网络可对过去的生产操作数据进行分析,找出真正使化学反应进行的因素,模拟化学反应过程;一旦模拟成功,软件便会自动产生模糊控制生产规则,对实际生产过程实施最优化控制。这种软件从1990年投入使用,已使500多家化工、造纸和炼油企业的生产效率大大提高。

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