機(jī)器人的模糊控制系統(tǒng)：模糊化接口、知識(shí)庫(kù)、 推理機(jī)和模糊判決接口

模糊控制是一類(lèi)應(yīng)用模糊集合理論的控制方法。模糊控制的有效性可從兩個(gè)方面來(lái)考 慮。 一方面，模糊控制提供一種實(shí)現(xiàn)基于知識(shí)(基于規(guī)則)的甚至語(yǔ)言描述的控制規(guī)律的新機(jī)理。

另一方面，模糊控制提供了一種改進(jìn)非線性控制器的替代方法，這些非線性控制器 一般用于控制含有不確定性和難以用傳統(tǒng)非線性控制理論處理的裝置。

模糊控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖5-23所示。其中，模糊控制器由模糊化接口、知識(shí)庫(kù)、 推理機(jī)和模糊判決接口4個(gè)基本單元組成。

(1)模糊化接口

測(cè)量輸入變量(設(shè)定輸入)和受控系統(tǒng)的輸出變量，并把它們映射到一個(gè)合適的響應(yīng)論 域的量程，然后，準(zhǔn)確地輸入數(shù)據(jù)被變換為適當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)言值或模糊集合的標(biāo)識(shí)符。本單元可 視為模糊集合的標(biāo)記。

(2)知識(shí)庫(kù)

涉及應(yīng)用領(lǐng)域和控制目標(biāo)的相關(guān)知識(shí)，它由數(shù)據(jù)庫(kù)和語(yǔ)言(模糊)控制規(guī)則庫(kù)組成，數(shù) 據(jù)庫(kù)為語(yǔ)言控制規(guī)則的論域離散化和隸屬函數(shù)提供必要的定義、語(yǔ)言控制規(guī)則標(biāo)記控制目 標(biāo)和領(lǐng)域?qū)＜业目刂撇呗浴?

(3)推理機(jī)

推理機(jī)是模糊控制系統(tǒng)的核心，以模糊概念為基礎(chǔ)，模糊控制信息可通過(guò)模糊蘊(yùn)涵和 模糊邏輯的推理規(guī)則來(lái)獲取，并可實(shí)現(xiàn)擬人決策過(guò)程，根據(jù)模糊輸入和模糊控制規(guī)則、模 糊推理求解模糊關(guān)系方程，獲得模糊輸出。

(4)模糊判決接口

起到模糊控制的推斷作用，并產(chǎn)生一個(gè)準(zhǔn)確的或非模糊的控制作用；此準(zhǔn)確控制作用必 須進(jìn)行逆定標(biāo)(輸出定標(biāo)),這一作用是在對(duì)受控過(guò)程進(jìn)行控制之前通過(guò)量程變換來(lái)實(shí)現(xiàn)的。