采用了模糊控制技术的电冰箱具有温度自动控制、智能除湿、故障自诊等功能,同时还具有控制精度高、性能可靠、省电等优点,是电冰箱发展的方向。在日常的生产和生活中,许多被控对象难以建立精确的数学模型,因而经典的控制难以应用,竺要发展新的控制技术,模糊控制技术就是为满足这一需要而产生的。模糊控制的优势在于:
1)它不赶知道被控制的对象或过程的数学模型,即不需要建立精确的数学模型。
2)对于不确定性系数,如随时间变化的和非线性系数能有效地进行控制。
3)对被控对象和过程有较强的健壮性,健壮性是指参数变化和受干扰时仍能保持控制效果的性能。
在实际控制中,由传感装置检测得到的是精确量,而不是模糊量。这些精确量要变成模糊量才能进行推理,这叫模糊化。此外,模糊推理出来的结果,也就是模糊集,它是无法实际执行的。传输到操作系统执行的也是精确量。因此,要将推理结果的模糊集转换成精量,这个过程叫精确化,也被称为去模糊或反模糊。因此,模糊控制是由图3.69所示的模块组成的。
实现控制,或者说开发模糊控制装置、模糊控制器,核心技术是用计算机来实现习类规则的存储和模糊推理的运算。目前,以通用单片机加模糊控制软件的方法开发模糊控制装置是基本的方法,家用电器的模糊控制亦如此。不少单片机生产厂家还生产了各种异糊控制软件开发工具。它一般有一个友好的人机界面,用户可以方便地输入语言变量、确定对应的隶属函数,建立控制规则,可以方便修改、编辑规则库,同时这种工具软件还提供了模糊化、精确化、推理算法等各种方法供用户选择,它们一般还可将用户建立的模糊控制全部软件转化成某一特定的单片机汇编代码,以便于写入单片机,这类工具大多还有一个计算控制面板,也就是模拟输入、输出关系的算法,以便用户判断开发模糊控制器是否满足预定的要求。
一个完整的模糊控制器,当然还需要有其他相应的电器满足相应的功能,如A/D和D/A转换等。此外,传感装置是检测被控对象状态,用以模糊控制的输入,更是必不可少的部分,不同的被控对象必须有一套可靠的传感装置。
目前模糊控制与传统的PID控制和人工智能的专家系统相结合,形成了功能更灵活、控制效果更好的控制系统。此外与神经网络结合,特别是将人工神经网络的学习功能和模糊推理结合起来,形成了有在线自学功能的模糊控制器,使模糊控制器能适应被控对象的变化和状况或自动学习使用者的经验,改善了控制效果。