模糊控制论的进一步研究

无论是用经典控制理论还是现代控制理论来设计控制系统，设计者都必须事先知道被控对象的精确描述(数学模型)，然后根据建立的数学模型和预定的性能指标选择合适的控制规律来设计和调节控制系统。然而，在许多情况下，由于受控对象过于复杂，很难用现有的物理和化学定律来描述它。在某些情况下，没有合适的测量方法，或者测量仪器无法进入被测区域，从而无法建立被控对象的精确模型。

相反，对于一些难以采用自动控制的生产过程，有经验的操作人员可以采用手动控制，但也能收到满意的效果。面对许多类似的事实，人们重新审视了人类控制行为的内在特征。模糊数学的创始人、著名的控制论专家扎德教授曾经举过一个停车问题的例子，很有启发性。

问题是在拥挤的停车场里，把一辆车停在两辆车之间的预留空间里。用严格的控制理论解决这个问题是非常困难的，即使使用大型计算机也是如此。从实用的角度来看，它没有确切的解决办法。但是对于一个熟练的汽车司机来说，这只是最基本的技能。他只需要粗略地观察和估计位置和距离，并执行一些看似不准确的操作来将汽车准确地停放在预定位置。在这里，精确控制不仅不可行，而且是不必要的。相反，人们可以使用一些模糊的概念(如“向右一点”和“向后一点”等)。)达到根据观察准确停车的目的。这是模糊控制的基本思想。

在现实生活中，虽然很多事情都是清晰和准确的，但很多事情都是模糊的。比如，明天天气会怎么样，你最近怎么样，他看起来很年轻，等等。这些都是非常模糊的概念。

表达这种模糊信息最有效的工具是模糊数学，它是由英国学者扎德于1956年创立的。

所谓“模糊控制”是将模糊数学的思想方法引入自动控制领域而形成的。模糊控制本质上是计算机数字控制的一种形式，模糊控制系统的组成与一般数字控制系统相似。

模糊控制器的控制规则基于手动控制策略。虽然手动控制的功能与自动控制系统中控制器的功能基本相同，但手动控制策略是通过学习、实验和长期经验积累逐渐形成的，控制器的控制决策是基于一些控制算法(如最优控制算法、自适应控制算法、分解协调算法等)。)。因此，设计模糊控制的关键在于使用计算机可理解的“语言”来归纳手动控制策略。

模糊控制主要应用于工业生产过程控制。有许多成功的例子，其结果也非常吸引人。早在1973年，扎德就给出了模糊逻辑控制器的定义和定理。世界上第一个模糊控制器是由英格兰的曼达尼在1974年开发的。它已成功地应用于难以用传统控制方法工作的锅炉和蒸汽机的控制，并取得了令人满意的控制效果。这项开创性的工作标志着模糊控制论的诞生。

模糊控制的另一个非常有趣的研究领域是机器人模糊控制。由于模糊控制具有模拟人脑思维和控制的特点，而智能机器人需要具备这一功能，因此将模糊控制应用于机器人是非常合适的。

如上所述，近年来国内外学者在模糊控制的理论和应用方面做了大量的工作，但也应该注意到还有许多问题需要进一步研究和解决。然而，有一点是肯定的，随着科学技术的进一步发展，模糊控制，控制领域中的一朵奇葩，必将更加光彩照人。