空调控制器的模糊逻辑推理

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空调控制器的模糊逻辑推理

2019-11-14 10:56

模糊控制FC(Fuzzy Control)是模糊逻辑控制FLC(Fuzzy Logic Control)的简称，是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的两不误计算机数字控制技术，是人工智能控制一个重要分支，是20世纪80年代以后才发展起来的新型控制技术，适合于结构复杂且难以用传统理论建模的问题，现已广泛地应用于家用空调及各种家用电器的控制，当然出适合于中央空调系统的控制。

模糊控制系统的构成

模糊控制属于计算机数字控制的一种形式，因此，模糊控制系统的构成类同于一般的控制系统。

模糊控制器

模糊控制器是模糊控制系统的核心，通常由一台计算机及模糊控制软件构成，以实现模糊控制算法。根据控制系统的需要，也可以选用系统机、单板机或单片机，来构建模糊控制器。模糊控制器由于是采用数字计算机实现的，所以它具有三个重要的功能。

1）模糊化：将系统偏差从数字量转化为模糊量；

2）模糊推理：根据模糊量按一定的方法和规则进行推理；

3 ）反模糊化：将推理的结果从模糊量转化为用于实际的控制量。

广义对象

包括被控对象及执行器。被控对象可以是线性的或非线性的、定常的或时变的、也可是单变量的或是多变量的、有时滞的或无时滞的以及有强干扰的各种情况。

被控对象主要是针对各种缺乏精确数学模型的情况，但也不排斥有较精确数学模型的被控对象。

传感器

传感器是采集被控对象或各种过程的被控量（如温度、压力、流量、浓度、湿度、液位等非电量），并将其转换为电信号的装置，在模糊控制系统中起着十分重要的作用。

模糊控制的基本原理

按照模糊控制器的输入变量的个数，可将模糊控制器分为一维、二维和三维模糊控制器。

从理论上讲，还可以有更高维数的模糊控制器，维数越高，控制精度也越高。但是，维数过高，模糊控制器规则变得过于复杂，控制算法的实现很困难。因此，通常只取三维以下，

一般情况下，一维模糊控制器适用于一阶被控对象，但由于这种控制器的输入变量只选偏差E。它的动态控制性能不佳，所以，目前应用最广泛的是二维模糊控制器。

模糊控制系统是一个闭环控制系统，其控制规律是由模糊控制器中的程序来实现。其控制算法的实现过程如下：计算机中断采样，获取被控变量的精确值C,然后将C值与给定值R比较得到偏差信号E(E=C-R)。该偏差信号经模数转换为数字量，进入模糊控制器，经计算得到两个输入信号。

即偏差E和偏差变化率E（E=De/dt）。

E和E都是精确量，而控制算法（模糊控制规则和模糊推理）的是模糊量。因此，先要将精确量，E和E进行模糊处理，用相应的模糊语言表示，变成模糊量，得到模糊集F和G。F是偏差量E的模糊集，G 是偏差变化率E的模糊集。

模糊控制规则库和模糊推理两部分组成模糊算法器，是模糊控制器的核心。其中模糊控制规则库是将人的操作经验和思维过程总结成控制规则而得到模糊关系。根据F和G ，通过模糊推理法则，计算出相应的控制量模糊集。

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