在人工智能方面，将云模型应用到控制领域是一种大胆、创新的举动。将云模 型当做一种有效的工具用于智能控制中，可以很好地解决智能控制系统很难直接地 建立数学模型的问题，并且可以根据人类的控制经验通过云模型建立规则控制器。

1。2 云模型发展历程和研究现状

1。2。1 云模型发展历程

1。2。2 云模型研究现状

1。2。3 选题的目的和意义

从现阶段的人工智能来看, 利用先进控制方式控制对象时, 首要面对的问题 是利用何种语言对知识进行表示。 云模型就是可以很好解决这一问题的工具,它将 事物的模糊性和随机性集合在了一起，解决了知识表示的问题。 应用云模型控制 器控制对象时,云模型控制器实现方法方便、推理规则简单而且得到的控制器鲁棒 性强。利用云理论设计控制器时, 需要依靠大量的累积经验, 例如前面研究现状中 提到的用于单级倒立摆的五规则云模型智能控制器, 电液伺服变距系统控制中云 模型的利用以及应用于伺服系统的具有良好鲁棒性的一维逆云控制器, 都取得了 满意的效果, 但这些成功的案例都是对熟悉的特定对象设计的,对于这些控制对 象，研究者都有积累了很多相关方面的经验。对于人们不太熟悉的对象时，这种设 计方法就表现出很大的局限性。而且对于人们熟悉的特定对象来说， 在同时进行 多个数据选取时也表现出了不足, 比如输出的驱动因子的选取、云的三个数字特征 值的选取、规则库的建立等都靠人的经验来设定, 设定的数据还要不断通过实验修 改, 而且修正的数据不能达到理想的控制效果。 同时简化设计云模型控制器本身 结构的类似问题目前还无人问津。

从实际控制效果来看, PID 型云模型控制器控制效果与传统 PID 控制器的比例 控制、积分控制、微分控制的控制效果类似。但 PID 型云模型控制器的突出优点在 于其输出控制表现出的一定智能性,它可以满足实际控制对象所需要的各种线性及 非线性映射要求, 并且当被控对象发生变化时, 控制器能够做出有效的调整, 体 现出了很好的智能特征, 这种智能特性是常规的 PID 控制器所不能相提并论的，所文献综述

以对于 PID 型云模型控制器的研究很有必要。

1。3 论文主要研究内容和方法

1。3。1 主要研究内容

本文主要从三个方面来完成，首先，为了更进一步的熟悉使用 MATLAB，我们先 研究比较熟悉的 PID 控制器，通过对特定控制对象设计 PID 控制器研究 PID 控制特 性，并对 PID 控制器的输入输出映射关系进行分析；第二，学习使用 M 文件来编写 s 函数，利用 MATLAB 中 SIMULINK 功能，对于一维云模型利用 s 函数进行自定义， 并对一维云模型线性与非线性映射关系做出系统仿真；最后，搭建 PID 型云模型智 能控制系统，对特定的被控对象进行控制，研究其控制效果，并与 PID 控制器控制 效果做出对比，从而发现 PID 型云模型智能控控制器的智能性和适用性。

1。3。2 研究方法

主要 通过实验 仿真的方 法来完成 内容的研 究， 本课 题中实验 使用的是 MATLAB2016a，主要使用其中的 SIMULINK 以及新建脚本等功能。

采用对同一控制对象通过不同控制器的控制来研究各个控制器的特点，类似于 数学中常用的比较法。对于同一控制对象，我们保持采样周期、仿真步长、时延相 同，观测同一示波器两个通道里阶跃响应曲线，通过其是否震荡，是否稳定，超调 量大小等诸多因素来判断控制器的优越性；当然我们也可以保持其他不变，然后改 变被控那个对象的传递函数，通过观测，判断控制器的鲁棒性。