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第1章 概述 1

1.1 控制系统中信息的不确定性 1

1.1.1 控制系统中的信息流程 1

1.1.2 控制系统中的信息不确定性 2

1.2 模糊数学的创立 3

1.2.1 模糊概念 3

1.2.2 模糊数学的产生 3

1.3 模糊控制技术 4

1.3.1 模糊控制技术的诞生 4

1.3.2 模糊控制技术的特点 5

1.3.3 模糊控制技术的发展 5

本章小结 7

习题 8

第2章 模糊集合 9

2.1 模糊集合的概念 9

2.1.1 集合的基本知识 9

2.1.2 模糊集合 10

2.1.3 模糊集合的表示 11

2.2 模糊集合的隶属函数 12

2.3 模糊集合的运算 15

2.4 模糊集合的度量 18

2.4.1 模糊集合之间的距离 18

2.4.2 模糊集合之间的贴近度 22

2.4.3 模糊度 23

本章小结 25

习题 25

第3章 模糊关系 27

3.1 普通关系 27

3.2 模糊关系及运算 28

3.2.1 模糊关系的定义 28

3.2.2 模糊关系的运算 29

3.2.3 模糊关系的表示 29

3.2.4 模糊截矩阵 32

3.3 模糊关系的合成 32

3.3.1 模糊关系合成的定义 32

3.3.2 模糊关系合成的运算性质 33

3.4 模糊向量 34

3.5 模糊变换 34

3.6 模糊决策 35

本章小结 36

习题 36

第4章 模糊逻辑与模糊推理 38

4.1 模糊逻辑 38

4.1.1 二值逻辑 38

4.1.2 命题 38

4.1.3 模糊命题和模糊逻辑 39

4.1.4 模糊逻辑公式及范式 40

4.2 模糊语言 41

4.2.1 语言的集合描述 41

4.2.2 语言算子 42

4.2.3 语言值及其运算 44

4.2.4 模糊语言变量 46

4.3 模糊推理 46

4.3.1 推理语句 46

4.3.2 模糊推理 47

4.3.3 模糊条件推理的基本形式 52

本章小结 54

习题 54

第5章 模糊控制系统 56

5.1 基本模糊控制器的设计 56

5.1.1 模糊控制器的结构 57

5.1.2 模糊化 57

5.1.3 模糊规则设计 59

5.1.4 模糊推理机 62

5.1.5 去模糊化 62

5.1.6 基本模糊控制器的设计举例 65

5.2 基于T-S模型的模糊控制器 68

5.2.1 T-S模糊推理 68

5.2.2 T-S模糊模型 69

5.2.3 MISO系统的T-S模型 70

5.2.4 T-S模糊控制器设计 71

5.3 模糊控制系统的设计 74

5.3.1 模糊控制系统的基本结构及控制原理 74

5.3.2 输入／输出变量的映射 75

5.3.3 模糊控制系统的实现 76

5.3.4 模糊控制系统举例 77

本章小结 81

习题 81

第6章 模糊控制工具箱的应用 83

6.1 GUI简介 83

6.2 Mamdani模糊推理系统编辑器 84

6.2.1 FIS编辑器 84

6.2.2 隶属函数编辑器 85

6.2.3 模糊规则编辑器 86

6.2.4 模糊规则观测器 87

6.2.5 输出曲面观测器 88

6.3 Sugeno模糊推理系统编辑器 89

6.4 在GUI中定制隶属函数 93

6.5 GUI工具与Simulink链接 94

6.5.1 控制系统描述 94

6.5.2 构建基于GUI的模糊推理系统 95

6.5.3 建立Simulink仿真模型 97

6.6 命令行方式 98

本章小结 103

习题 103

第7章 模糊控制器的结构分析 105

7.1 模糊控制器的输入／输出关系 105

7.1.1 一维模糊控制器的输入／输出关系 105

7.1.2 隶属函数对控制性能的影响 106

7.1.3 二维模糊控制器的输入／输出关系 108

7.2 模糊控制器的解析结构概述 109

7.2.1 模糊控制器解析结构的推导 109

7.2.2 模糊控制器解析结构的分析 110

7.3 二维Mamdani模糊控制器的解析结构 111

7.3.1 二维模糊控制器的基本结构 111

7.3.2 二维模糊控制器的结构分析 112

7.3.3 二维模糊控制器的稳定性分析 115

7.3.4 模糊控制器的一致逼近性 115

7.4 三维模糊控制器的解析结构 116

7.4.1 三维模糊控制器的结构 116

7.4.2 三维模糊控制器的结构分析 116

本章小结 119

第8章 先进的模糊控制方法 120

8.1 模糊PID控制 120

8.1.1 PID控制基本原理 120

8.1.2 自整定模糊PID控制 121

8.2 模糊预测控制 125

8.2.1 预测控制基本原理 125

8.2.2 基于模糊关系模型的模糊预测控制 127

8.2.3 基于T-S模型的模糊预测控制 130

8.3 自适应模糊控制 134

8.3.1 自适应控制基本原理 135

8.3.2 模糊模型参考学习控制 136

8.3.3 间接自适应模糊控制 141

8.3.4 量化因子和比例因子可调整的模糊自适应控制 148

8.3.5 权系数可调整的模糊自适应控制 152

本章小结 155

习题 156

第9章 模糊控制技术的应用 157

9.1 工业电阻炉温度模糊控制系统 157

9.2 浮选过程模糊控制系统 160

9.2.1 浮选工艺过程 160

9.2.2 浮选过程模糊控制器设计 161

9.2.3 控制效果 164

9.3 酸洗过程温度模糊-PID控制系统 164

9.3.1 冷轧生产线酸洗工艺过程 164

9.3.2 冷轧生产线酸洗控制系统组成 165

9.3.3 酸洗模糊-PID控制器设计 166

9.4 集气管压力模糊控制系统 167

9.4.1 焦炉鼓冷系统的工艺过程 167

9.4.2 焦炉集气管压力控制系统 168

9.4.3 焦炉集气管压力模糊PID控制系统实现 170

本章小结 171

参考文献 172