典范節(jié)制實際關(guÄn)于辦ç†ç·šæ€§å®šå¸¸é«”系的節(jié)制å•é¡Œæ˜¯å¾ˆç„¡æ•ˆçš„,然而,關(guÄn)于éžç·šæ€§æ™‚變體系å»é›£ä»¥å¥æ•ˆã€‚跟著計算機的使用跟開展,自動控制實際å–得了飛èºæ€§çš„開展。基于狀態(tà i)變é‡æ寫的å¤ä»£ç¯€(jié)制實際關(guÄn)于辦ç†ç·šæ€§æˆ–éžç·šæ€§ã€å®š?;驎r變的多輸入與多輸出體系的節(jié)制å•é¡Œï¼Œå·²å–得了普éè·Ÿå‹åˆ©çš„使用。å¯æ˜¯ï¼Œä¸ç®¡é‡‡å–典范節(jié)制實際ä»æ˜¯å¤ä»£ç¯€(jié)制實際的控制系統(tÇ’ng)ï¼Œçš†é ˆè¦äº‹å…ˆæ›‰å¾—被控工具的æ£ç¢ºæ•¸(shù)å¸(xué)模型,然åŽä¾æ“š(jù)數(shù)å¸(xué)模型和給定的性能指標(biÄo),去å–èˆå¾—當(dÄng)?shù)墓?jié)制紀(jì)律,去åœæ¢æŽ§åˆ¶ç³»çµ±(tÇ’ng)計劃。然而,æ£åœ¨è¨±å¤šç’°(huán)境下,被控工具的æ£ç¢ºæ•¸(shù)å¸(xué)模型很難樹立,如許,關(guÄn)于那類工具或進(jìn)程便很易åœæ¢è‡ªå‹•æŽ§åˆ¶ã€‚
事實上,關(guÄn)于é¾å¤§çš„ã€å¤šå› ç´ å½±éŸ¿çš„å‡ºç”¢(chÇŽn)進(jìn)程,å³ä¾¿æ²’有曉得該進(jìn)程的數(shù)å¸(xué)模型,有履æ·çš„æ“縱è·å“¡ä¹Ÿèƒ½ä¾æ“š(jù)長時間的窺察跟æ“縱履æ·åœæ¢ç„¡æ•ˆå¤©ç¯€(jié)制,而采å–傳統(tÇ’ng)的自動控制方å¼çš„åŽæžœå‰‡å¹¶æ²’有幻想。然而,å¯å¦æŠŠäººçš„æ“縱經(jÄ«ng)驗總çµ(jié)為若干æ¢ç¯€(jié)制劃定è¦(guÄ«)矩,并計劃一個安è£ä¾†å±¥è¡Œé€™äº›åŠƒå®šè¦(guÄ«)矩,從而å°ç³»çµ±(tÇ’ng)åœæ¢ç„¡æ•ˆçš„節(jié)制?模糊控制實際跟方å¼ä¾¿ç”±æ¤è€Œç”Ÿã€‚
圖一典范模擬控制系統(tǒng)
1模糊控制原ç†æ惚é‚輯控制系統(tÇ’ng)å¯ç”¨åŽ»å–代典范控制系統(tÇ’ng)或與典范控制系統(tÇ’ng)一起來節(jié)制機器人。經(jÄ«ng)ç”±éŽç¨‹ä½¿ç”¨æ惚é‚輯,機器人å¯ä»¥è®Šå¾—更怪異ã€æ›´å˜åœ¨æ™ºèƒ½è·ŸåŠ å€æœ‰ç”¨ã€‚本文ä¾æ“š(jù)模糊控制實際為移動機器人的é‹å‹•ç¯€(jié)制計劃一個æ惚é‚輯系統(tÇ’ng)。以使移動機器人能ä¾æ“š(jù)地形å¡åº¦è·Ÿåœ°å½¢ç¨®åˆ¥åŽ»è‡ªç«‹çš„調(dià o)節(jié)自身的é‹å‹•é€ŸçŽ‡ï¼Œå¾žè€Œå¯¦ç¾(xià n)機器人é‹å‹•çš„自動控制。
圖二模擬進(jìn)程表示
2移動機器人的æ惚é‚輯控制器計劃2.1肯定æ惚控制器的輸入變é‡è·Ÿè¼¸å‡ºè®Šé‡ä¾æ“š(jù)本計劃的目標(biÄo),為使移動機器人能ä¾æ“š(jù)地形的å¡åº¦è·Ÿåœ°å½¢çš„種別自立天調(dià o)節(jié)
自身的é‹å‹•é€ŸçŽ‡ï¼Œæœ¬é«”ç³»å¯è¨ˆåŠƒç‚ºå–®è¼¸å…¥å–®è¼¸å‡ºé«”系,將地形å¡åº¦è·Ÿåœ°å½¢çš„種別作為兩個輸入,而將移動機器人的é‹å‹•é€ŸçŽ‡ä½œç‚ºç¯€(jié)制輸出。
2.2模糊化模糊化是將輸入跟輸出值轉(zhuÇŽn)æ›ç‚ºå…¶é™„屬度函數(shù)的進(jìn)程。模糊化的æˆæžœæ˜¯ä¸€çµ„如圖2所示的圖形,它æ寫了分æ§æ惚變é‡ä¸åˆ†æ§å€¼çš„附屬度。為了界說æ惚地形å¡åº¦ã€æ惚地形種別跟æ惚é‹å‹•é€ŸçŽ‡çš„變é‡ï¼Œé€™é‡Œå°‡æœŸå†€çš„地形å¡åº¦è¦(guÄ«)模æµå‹•æ£åœ¨-45°~+45°,并分別æˆäº”個附屬度函數(shù)ï¼Œé›¢åˆ¥æ˜¯â€œè² (fù)大â€ã€â€œèƒŒâ€ã€â€œç¨‹åº¦â€ã€â€œæ£â€ã€â€œæ£å¤§â€ã€‚å°äºŽ-45°的å¡åº¦ä¸€å¾‹çœ‹åšâ€œè² (fù)大â€ï¼Œè€Œå¤§äºŽ+45°則被èª(rèn)定為“æ£å¤§â€ã€‚近似的,地形種別也分別æˆå››å€‹é™„屬度函數(shù),離別是“很粗拙â€ã€â€œç²—æ‹™â€ã€â€œé™¡å³â€ã€â€œå¹³å±•â€ã€‚æ¤ä¸ä¸€åˆ‡ç²—拙水平大于100%的皆被èª(rèn)定為“很粗拙â€ã€‚而輸出的移動機器人的é‹å‹•é€ŸçŽ‡å‰‡è¢«åˆ†ç´…“很緩â€ã€â€œç·©â€ã€â€œä¸â€ã€â€œå¿«â€ã€â€œå¾ˆå¿«â€ã€‚
ä¾æ“š(jù)輸入變é‡è·Ÿè¼¸å‡ºè®Šé‡çš„模糊化(æ¤ä¸åœ°å½¢å¡åº¦è·Ÿåœ°å½¢ç¨®åˆ¥ç‚ºè¼¸å…¥è®Šé‡ï¼›é€ŸçŽ‡ç‚ºè¼¸å‡ºè®Šé‡ï¼‰ï¼Œä¾¿å¯ç‚ºæ¯ä¸€å€‹é™„屬度函數(shù)å–èˆå…¶ä»–域,并å°å…¶åœæ¢åˆ†æ§çš„分別,以肯定附屬度函數(shù)交疊的分æ§å€(qÅ«)域,然åŽè¨(shè)ç½®éžå°ç¨±çš„附屬度函數(shù)。
圖三模糊化框架
2.3劃定è¦(guÄ«)çŸ©åº«çš„é€ æˆå› 為地形å¡åº¦æœ‰äº”個附屬度函數(shù),地形種別有四個附屬度函數(shù),如許,統(tÇ’ng)共便會有5×4=20æ¢åŠƒå®šè¦(guÄ«)矩,ä¾æ“š(jù)全部計劃進(jìn)程的體系機能è¦æ±‚è·Ÿè¨(shè)計者的履æ·ï¼Œè©²æ¨¡åå°‡é€ æˆå«æœ‰20æ¢åŠƒå®šè¦(guÄ«)矩的劃定è¦(guÄ«)矩庫,詳細(xì)以下:
劃定è¦(guÄ«)矩1:ifandthen
視覺垃圾分æ€æ©Ÿå™¨äººåŽŸç†åžƒåœ¾åˆ†æ€æ©Ÿå™¨äººç™¼(fÄ)展æ·å²åŠƒå®šè¦(guÄ«)矩2:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩3:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩4:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩5:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩6:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩7:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩8:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩9:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩10:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩11:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩12:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩13:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩14:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩15:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩16:ifandthen
物æµåˆ†æ€æ©Ÿå™¨äººipo劃定è¦(guÄ«)矩17:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩18:ifandthen
劃定è¦(guÄ«)矩19:ifandthen
分æ€æ©Ÿå™¨äººæŽ§åˆ¶è¨(shè)計劃定è¦(guÄ«)矩20:ifandthen
3清晰化清晰化是將æ惚輸出值轉(zhuÇŽn)æ›ç‚ºå¯ä¾›å¯¦éš›ä½¿ç”¨çš„ç‰æ•ˆæ˜Žæ™°å€¼çš„進(jìn)程。å³å°æ惚劃定è¦(guÄ«)矩åœæ¢å©šé…并計較響應(yÄ«ng)的數(shù)值,從而失掉一個與分æ§è¼¸å‡ºæ¨¡ç³Šé›†é™„屬度函數(shù)值相關(guÄn)的數(shù)。清晰化的方å¼æœ‰å¾ˆå¤šç¨®ï¼Œå…©ç¨®å¸¸ç”¨çš„次è¦æ–¹å¼æ˜¯ï¼šcentroidé¢ç©ä¸é–“法跟Mamdani推ç†æ³•ã€‚
3.1Mamdani推ç†æ³•è©²æ–¹å¼ä¸ï¼Œæ¯ä¸€å€‹é³©åˆçš„附屬度函數(shù)å°‡æ£åœ¨éŸ¿æ‡‰(yÄ«ng)çš„é™„å±¬åº¦å€¼ä¸Šè¢«æˆªåŽ»é ‚ç«¯ï¼Œå¹¶å°‡å¤±æŽ‰çš„ä¸€åˆ‡é™„å±¬åº¦å‡½æ•¸(shù)作為“或â€å‡½æ•¸(shù)åŠ åœ¨ä¸€èµ·ã€‚è¡Œå°‡æ¯ä¸€å€‹å復(fù)çš„å€(qÅ«)域作為一層彼æ¤ç–ŠåŠ æ£åœ¨ä¸€è·¯ï¼Œå…¶æˆæžœå°‡æ˜¯ä¸€å€‹ä»£è¡¨ä¸€åˆ‡å€(qÅ«)域的新å€(qÅ«)域。新å€(qÅ«)域的é‡å¿ƒå°‡ç‰åƒ¹äºŽè¼¸å‡ºã€‚
全自動分æ€æ©Ÿå™¨äººåƒ¹æ ¼æœ¬æ–‡ä¸çš„清晰化次è¦é‡‡å–centroidé¢ç©ä¸é–“法。也就是采å–MATLABæ惚é‚輯工具箱的解模糊化函數(shù)defuzz,該函數(shù)çš„åŠŸç”¨ç‚ºå±¥è¡Œè¼¸å‡ºä¾†æ¨¡ç³ŠåŒ–ï¼Œå…¶æ ¼å±€ç‚ºï¼š
output=defuzz
æ¤ä¸ï¼šåƒæ•¸(shù)x是變é‡çš„論域è¦(guÄ«)模;mf為待來模糊化的æ惚鳩åˆï¼›type為清晰化方å¼ï¼Œæœ¬æ–‡æ¬¡è¦é‡‡å–centroidé¢ç©ä¸é–“法。
4æ惚é‚輯控制器的仿真普通環(huán)境下,為æ惚體系計劃的劃定è¦(guÄ«)矩必需經(jÄ«ng)ç”±éŽç¨‹ä»¿çœŸæ‰æ°£ä¿éšœå…¶å°ä¸€åˆ‡çš„輸人值皆能發(fÄ)生愜æ„çš„æˆæžœï¼Œé‚£æ™®é€šå¯ç¶“(jÄ«ng)ç”±éŽç¨‹æ惚é‚輯程åºåŽ»å¯¦ç¾(xià n)ã€‚é †åºç¶“(jÄ«ng)ç”±éŽç¨‹é‹è½‰(zhuÇŽn)模糊推ç†æ©Ÿä¾†è¨ˆè¼ƒä¸€åˆ‡èƒ½å¤ 輸入發(fÄ)生的輸出,并作出輸出值的圖形去å°æ惚控制系統(tÇ’ng)åœæ¢ä»¿çœŸã€‚經(jÄ«ng)ç”±éŽç¨‹è©²åœ–便å¯å¯©æ ¸åŠƒå®šè¦(guÄ«)矩跟附屬度函數(shù)是ä¸æ˜¯å©šé…。
5çµ(jié)æŸèªžæœ¬æ–‡é‡å°åˆ†æ§è·¯é¢å‰æ下移動機器人é‹å‹•ç¯€(jié)制的實際å•é¡Œæ出了一種辦ç†æ–¹å¼ã€‚該方å¼æŠŠæ惚é‚輯推ç†ä½¿ç”¨åˆ°ç§»å‹•æ©Ÿå™¨äººçš„行動節(jié)制ä¸ï¼Œå¹¶å°‡åœ°å½¢å¡åº¦è·Ÿåœ°å½¢ç¨®åˆ¥ä½œç‚ºæŽ§åˆ¶å™¨çš„輸入,而機器人的速率作為控制系統(tÇ’ng)的輸出,從而實ç¾(xià n)了å°ç§»å‹•æ©Ÿå™¨äººçš„行動節(jié)制。經(jÄ«ng)ç”±éŽç¨‹æ惚é‚輯控制器的仿真æˆæžœè‰å¯¦ï¼šè©²æ¨¡ç³ŠæŽ§åˆ¶ç®—法æ£åœ¨ç§»å‹•æ©Ÿå™¨äººé‹å‹•ç¯€(jié)制ä¸èƒ½é¡¯ç¤ºå‡ºå„ª(yÅu)越的é¯æ£’性跟實時性。近年來,神經(jÄ«ng)網(wÇŽng)絡(luò)ã€æ¨¡ç³ŠæŽ§åˆ¶ç‰å¯¦éš›çš„ç ”è¨Žè·Ÿä½¿ç”¨æœ‰äº†å¾ˆå¤§çš„é–‹å±•ï¼Œé€²(jìn)一æ¥ç›¸è˜å¸(xué)ç¿’(xÃ)跟使用這些實際將是下一æ¥çš„æ–¹é‡ã€‚
國內(nèi)外智能分æ€æ©Ÿå™¨äººå¿«éžåˆ†æ€æ©Ÿå™¨äººè¦–é »æ•™ç¨‹ç‰©æµåˆ†æ€æ©Ÿå™¨äººéœ€æ±‚分æž