图 2-1：模糊控制器的基本结构

2。1。2 模糊控制系统介绍

在模糊控制系统中，一些我们需要的知识是由一系列的言语准则来表达的。专家 的知识一般是用 if…then…的形式来表达。模糊控制的产生主要依赖于人的思维方 式，因为现代社会中，人们有了模糊的概念，产生了很多的模糊语句，然后又依赖这 些模糊语句来进行模糊推理的功能。

模糊控制系统包含的部分如图所示：

图 2-2：模糊控制体统的基本组成

2。2 模糊控制器的基本原理

2。2。1 精确量的模糊化

将一个精准的变量变成一个模糊的变量时需要一个依据，不能随便的更改，这种 依据一般是一个函数关系，也称为隶属度函数，在制定一个模糊控制器的需要选择适 合的元素来确立一个集合，在这个集合的基础上，还必须选择一个恰当的函数对应关 系，但是需要保证的是，这个函数关系要在我们制定的集合内。[4]

隶属度函数： 在模糊控制系统中，一般通过隶属度函数来描述所使用的各种元素，也就是说每

一个元素都在包含在隶属度函数中，可以看出，隶属函数是模糊控制设计中的一个关 键环节。隶属度函数的曲线的形式是不固定的，通常可以选择三角形、正弦波形等， 但实际操作应该采取何种形状，判断的标准是看选择的曲线能不能更好反应相应的函 数关系。比如说，如果这种函数关系仅有一个制约前提，那么它的值的范围一定是[0， 1]。选择使用一个恰当的函数关系需要花费一定的时间，因为正确的选择一个恰当的 函数关系对模糊控制器的控制功能有非常重要的意义。

由于现实中存在着大量的不确定现象，很难找到适用于一切情况的隶属度函数不 同的人可能会选择不同的函数关系来描述同一个包含一定不确定性的对象。尽管这些 的函数关系不相同，但只要可以满足模糊控制的要求，就可以认为是一个有效的隶属 度函数。目前还没有一个完善有效的方法能够对这种函数关系进行建立和选取，在实 践中隶属度函数通常都是根据数据分析或者是操作者的经验来确定的。文献综述

在建立隶属度函数时，需要遵守如下原则：

⑴制定函数关系必须要关注凸模糊集的需求。凸模糊集的概念是指所制定的关系 为单个峰值函数时，选择的函数关系要有单个峰值的特性。

⑵函数关系的曲线的走向情况要和控制特定的性质曲线的形状相似。隶属度函数 取值的变化范围越大，也就是形状越尖，它的响应的曲线就会很平滑，而且分辨率和 灵敏度就会越好，缺点就是增加了模糊控制的规则，也会增加计算时间。但是如果曲 线的改变迟缓，模糊控制系统的灵敏度往往会降低，这时系统对一些小的输入的改变 可能无法实时的显示出输出的变化。

⑶这种函数关系要合适的分布在变化量的取值的范围内。而且相邻的两个论域要 尽量避免重合的情况，也就是说，每个论域中的每一个点不能重复的出现在两个不同 的隶属度函数中，以免造成我们在制定模糊规则时出现混乱或者是矛盾的情况，如果 不小心某些点发生了重合，需要保证这些点不可以在两个对应的曲线的峰值上。重合 的数量应尽可能的满足模糊控制系统需要的数量，如果高于或者是低于这个指标都会 让模糊控制器对需要调节的对象有更好的控制，但是会降低调节的速度。

通常的情形下，我们会经常用的几种方式有：

⑴高斯型隶属度函数

⑵z 型隶属度函数

⑶S 型隶属度函数