湘潭大学模糊控制2005秋试题答案.doc

一、（10分）简要解释下列概念 每小题2分1 语言变量 2 模糊逻辑 3 模糊等价关系 4 T-S模糊模型 5自适应模糊控制答：1.语言变量是指用自然语言中的词来表示变量，如正大、正中、正小等，通常可以表示为五元体（X,X(T),U,G,M）2.研究模糊命题的逻辑称为模糊逻辑。3.把具有自反性、对称性和传递性的模糊关系，称为模糊等价关系。4.模糊模型是指描述系统特性的一组模糊条件语句，T-S模糊模型的语句形式为： then 5.自适应模糊控制是在普通模糊控制器加入了一个自适应环节，用以改善和提高其性能，这种控制器具有控制和学习功能，分别是通过两个反馈实现的。二、（10分）填空 每空1分1. 模糊控制通过引入模糊_逻辑变量_及其它们之间构成的_模糊关系_，进行_模糊推理_，从而使微机控制进入那些基于_传统控制_无法控制的禁区，以便对复杂非线性对象实现_精确有效_的控制。2. 二值逻辑的运算法则是_布尔代数_，它可表示为（0，1，C）；而模糊逻辑的运算法则是模糊代数，它可表示为（0，1，C）。它们的主要区别在于后者不再满足补余律。三、（10分）在论域上定义两个模糊集合分别为 求： 答： （3分) （3分) （或 ） （2分) （2分） 四、（5分）给定下述两条模糊控制规则 R1: if x1= and y1= then z = R2:if x2= and y2= then z =的隶属函数分别如图所示，利用MINMAX重心法在图上画出当时利用这两条规则所获得的模糊集合及其重心z。minminZ0（2分）（1分）（1分）（1分） 五、（15分）操作工人调节炉温的经验规则是“如果炉温高，则外加电压低，否则不很低”。如果炉温不很高，问外加电压如何调节。设论域，定义U上的模糊集合高=（0.1 0.5 1） 低=（1 0.5 0.1） 解：高=（0.1 0.5 1） 低=（1 0.5 0.1） 不很高=（0.99 0.75 0） 不很低=（0 0.75 0.99） “如果炉温高，则外加电压低，否则不很低”所对应的模糊关系 = （5分） 由模糊推理合成规则，可得 （4分） 答：由模糊推理结果可知若炉温不很高，则外加电压近似于“不很低”（或近似于高）。 （1分）六、（15分）一条模糊控制规则：if E=PM or PB and EC=NB or NM them u=0.（1） 将该语句翻译成中文（不能使用符号、字母）。（2） 写出该语句对应的模糊关系。（3） 若此采样时刻所得到的误差和误差变化为，求出控制量。（4） 在阶跃响应曲线上画出该语句所对应的大致区域。（5） 说明制定该条控制规则的理由。 解：（1）若误差为正中或正大且误差变化为负大或负中则控制量为零。 （2） （3分） （3） (3分) （4） （3分）1ABCDE0yt阶跃响应曲线上的DE段中间处（5）根据此语句给定误差为正大或正中，但误差为负大或负中表明 被控制过程误差正在迅速减小，故不须再加控制量，否则会出现超调。（3分）七、（20分）一个单输入输出模糊控制系统用于控制水箱水位保持恒定，人工调节水位的经验规则是（1） 若水位很低，则控制阀开度很大；（2） 若水位低，则控制阀大；（3） 若水位正好，则控制阀开度为零。试问“若水位很低，模糊控制阀开度如何？设论域，定义论域U上的模糊集合 低 ，大 零 解：低 ，大 很低 ，很大 不很低 （5分） 由经验规则可确立模糊关系为 （5分） （5分）根据模糊推理合成规则控制阀开度 （4分）答：控制阀开度近似零。 （1分）八、（15分）回答下列问题：1. 模糊控制器中为什么要使用模糊逻辑？2. 模糊逻辑表现在哪几方面？3. 模糊控制和传统PID控制有何主要区别？4. 通过上机仿真实验说一下你对模糊控制特点和控制性能的认识。1. 答：模糊控制是模拟人的模糊思维的，人的模糊思维善于描述模糊现象、模糊概念等，所以模糊控制器要采用模糊逻辑。（2分）2. 答：模糊逻辑在模糊控制器中主要表现在三个方面：模糊变量是、模糊控制规则和模糊推理。3. 答: 模糊控制 基于人的控制经验，不基于被控对象精确模型 属于非线性控制 具有仿人智能控制的特点。 传统PID控制基于被控对像精确模型属于线性控制不具有智能控制的特点。 4.答：通过对同一类对象（一阶、二阶环节）上机仿真表明模糊控制器性能优于PID控制性能，具体表现在快速性对参数适应能力强。 （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）