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什麽是模糊控制技術?

模糊控制技術是以模糊數學為理論基礎的應用技術。

妳也許已經註意到,不論在自然界還是人類社會都存在著許多難以精確地、定量地加以描述的事物及特征,因而我們的語言中也有了許多內涵明確而外延不分明的概念和命題,如,好、壞、美、醜、高、矮、老、少等等。對於計算機來說,這種模糊性是個難以逾越的障礙。因為計算機是以形式邏輯為基礎的,其解決問題的方式是將問題分解為壹系列的“是”或“非”(用0或1代表)判斷,面對不遵循二值邏輯、允許亦此亦彼現象存在的模糊性,它便無能為力了。為了使計算機以及以它為主體的現代控制技術能夠處理模糊現象,需要將模糊用精確的數學表示出來。

1965年,美國加利福尼亞大學的紮德教授最先嘗試運用數學的、邏輯的語言描述模糊現象,模糊數學由此而誕生。模糊數學運用隸屬度概念將模糊性量化,例如,對於年輕人,由於壹般界定13歲以下為兒童,35歲以上為中年,所以可將13歲和35歲隸屬於年輕人的程度表示為0,而將18歲表示為1,用0到1之間的數來表示其他不同程度的年輕:15歲=0.4,16歲=0.6,33歲=0.2,30歲=0.4,28歲=0.5,……,這樣,13~35歲構成了“年輕人”這個模糊集合中的各元素,所對應的從0到1之間的數值便是隸屬度。隸屬度是以主觀經驗判斷為依據確定的。借助於隸屬度概念可以在模糊集合上進行邏輯推論和邏輯運算,這實際上是將人類所具有的壹種高級智力活動——模糊信息處理能力數學化、邏輯化了,從而使得計算機進行類似的模糊信息處理成為可能。

模糊數學理論能讓計算機在0到1的多個數值中進行判定,使得計算機所描述的現象更接近於現實;模糊控制技術則使得機器的運行更為準確、有效和符合人們的要求。今天,模糊控制技術已成為壹種具有廣泛應用前景的自動化技術,各種應用了模糊控制技術的產品相繼出現,如模糊控制的家電(洗衣機、電冰箱、電視等)、汽車等。應用模糊控制技術的電冰箱,既可以對箱內存放的食品量、開門的頻度作出判斷,使冰箱始終運行在最經濟、合理的狀態,還具備“自學”能力,能夠記憶最合理的運行工作周期,隨時校正不合理的工作狀態,是壹種低能耗、易操作的新型電冰箱。模糊控制最有發展前途的應用領域將是人工智能研究,正在進行的模糊人工智能研究已初具成果,壹種將模糊邏輯與化工生產的神經網絡(神經計算機)相結合的軟件已經開發出來。神經網絡可對過去的生產操作數據進行分析,找出真正使化學反應進行的因素,模擬化學反應過程;壹旦模擬成功,軟件便會自動產生模糊控制生產規則,對實際生產過程實施最優化控制。這種軟件從1990年投入使用,已使500多家化工、造紙和煉油企業的生產效率大大提高。

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