采用了模糊控制技術(shù)的電冰箱具有溫度自動(dòng)控制、智能除濕、故障自診等功能,同時(shí)還具有控制精度高、性能可靠、省電等優(yōu)點(diǎn),是電冰箱發(fā)展的方向。在日常的生產(chǎn)和生活中,許多被控對(duì)象難以建立精確的數(shù)學(xué)模型,因而經(jīng)典的控制難以應(yīng)用,竺要發(fā)展新的控制技術(shù),模糊控制技術(shù)就是為滿足這一需要而產(chǎn)生的。模糊控制的優(yōu)勢(shì)在于:
1)它不趕知道被控制的對(duì)象或過(guò)程的數(shù)學(xué)模型,即不需要建立精確的數(shù)學(xué)模型。
2)對(duì)于不確定性系數(shù),如隨時(shí)間變化的和非線性系數(shù)能有效地進(jìn)行控制。
3)對(duì)被控對(duì)象和過(guò)程有較強(qiáng)的健壯性,健壯性是指參數(shù)變化和受干擾時(shí)仍能保持控制效果的性能。
在實(shí)際控制中,由傳感裝置檢測(cè)得到的是精確量,而不是模糊量。這些精確量要變成模糊量才能進(jìn)行推理,這叫模糊化。此外,模糊推理出來(lái)的結(jié)果,也就是模糊集,它是無(wú)法實(shí)際執(zhí)行的。傳輸?shù)讲僮飨到y(tǒng)執(zhí)行的也是精確量。因此,要將推理結(jié)果的模糊集轉(zhuǎn)換成精量,這個(gè)過(guò)程叫精確化,也被稱(chēng)為去模糊或反模糊。因此,模糊控制是由圖3.69所示的模塊組成的。
實(shí)現(xiàn)控制,或者說(shuō)開(kāi)發(fā)模糊控制裝置、模糊控制器,核心技術(shù)是用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)習(xí)類(lèi)規(guī)則的存儲(chǔ)和模糊推理的運(yùn)算。目前,以通用單片機(jī)加模糊控制軟件的方法開(kāi)發(fā)模糊控制裝置是基本的方法,家用電器的模糊控制亦如此。不少單片機(jī)生產(chǎn)廠家還生產(chǎn)了各種異糊控制軟件開(kāi)發(fā)工具。它一般有一個(gè)友好的人機(jī)界面,用戶可以方便地輸入語(yǔ)言變量、確定對(duì)應(yīng)的隸屬函數(shù),建立控制規(guī)則,可以方便修改、編輯規(guī)則庫(kù),同時(shí)這種工具軟件還提供了模糊化、精確化、推理算法等各種方法供用戶選擇,它們一般還可將用戶建立的模糊控制全部軟件轉(zhuǎn)化成某一特定的單片機(jī)匯編代碼,以便于寫(xiě)入單片機(jī),這類(lèi)工具大多還有一個(gè)計(jì)算控制面板,也就是模擬輸入、輸出關(guān)系的算法,以便用戶判斷開(kāi)發(fā)模糊控制器是否滿足預(yù)定的要求。
一個(gè)完整的模糊控制器,當(dāng)然還需要有其他相應(yīng)的電器滿足相應(yīng)的功能,如A/D和D/A轉(zhuǎn)換等。此外,傳感裝置是檢測(cè)被控對(duì)象狀態(tài),用以模糊控制的輸入,更是必不可少的部分,不同的被控對(duì)象必須有一套可靠的傳感裝置。
目前模糊控制與傳統(tǒng)的PID控制和人工智能的專(zhuān)家系統(tǒng)相結(jié)合,形成了功能更靈活、控制效果更好的控制系統(tǒng)。此外與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合,特別是將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)功能和模糊推理結(jié)合起來(lái),形成了有在線自學(xué)功能的模糊控制器,使模糊控制器能適應(yīng)被控對(duì)象的變化和狀況或自動(dòng)學(xué)習(xí)使用者的經(jīng)驗(yàn),改善了控制效果。