模糊控制论的进一步研究

无论是采用经典控制理论还是现代控制理论设计一个控制系统，设计者必须事先知道受控对象的准确描述(数学模型)，然后根据所建立的数学模型以及预定的性能指标，选择恰当的控制规律，进行控制系统设计和调制。然而，在许多情况下，由于受控对象过于复杂，很难用一般的物理、化学等已有的规律来描述；些情况，则是没有适当的测量手段，或者测量仪器无法进入需要测量的区域，以致无法建立受控对象的精确模型。

与此相反，对于某些难以采取自动控制的生产过程，有经验的操作人员采用手动控制，却能收到令人满意的效果。在许多类似的事实面前，人们又重新探讨人的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(L.A.Zadeh)教授曾举过一个停车问题的例子，颇具启发性。

问题的提法是要将一辆车停在拥挤的停车场上两辆车之间的一个预留空隙中。这个问题要用严格的控制理论方法来解决是非常困难的，即使用一大型计算机也难以胜任。从实用角度看，它没有精确的解法。但对于一个熟练的汽车司机来说，这只不过是最起码的看家本领。他只要大致观察估计一下位置和距离，执行一些看似不很精确的操作就能把车准确的停在预定位置上。在这里，精确控制不但不可行，而且也无多大必要。相反，人可以根据观察，利用一些带有模糊性质的概念(如向右偏一点、再往后倒一点等术语)，而达到准确停车的目的。这就是模糊控制的基本思想。

在现实生活中，虽然有很多事情是清晰而精确的，但大量的事情恰恰是模糊的。如明天的天气会怎么样啊，近来身体可好哇，他看上去很年轻呀，等等，这些都是很模糊的概念。

表达这类模糊信息最有效的工具是模糊数学，它是1956年由英国学者扎德创立的。

将模糊数学的思想方法引入自动控制领域，则形成了所谓的模糊控制。模糊控制本质上是属于计算机数字控制的一种形式，模糊控制系统的组成也与一般的数字控制系统类似。

模糊控制器的控制规则是基于手动控制策略。手动控制的作用虽然与自动控制系统中控制器的作用基本相同，但手动控制策略是人们通过学习、试验以及长期经验积累而逐渐形成的，而控制器的控制决策是基于某种控制算法(如最优控制算法，自适应控制算法、分解与协调算法等)。因此，设计模糊控制的关键在于用计算机可以理解的语言归纳手动控制策略。

模糊控制主要应用于工业生产过程控制，已有不少成功的例子，其结果也很有吸引力。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在1974年由英国的曼姆达尼(E.H.Mamdani)研制出来的，并成功地用于传统控制方式难以奏效的锅炉和蒸汽发动机的控制，获得了满意的控制效果。这一开拓性工作，标志着模糊控制论的诞生。

模糊控制的另一个十分有趣的研究领域是机器人的模糊控制。由于模糊控制作用具有模拟人脑思维和控制的特点，而智能机器人正需要具备这种功能，因此在机器人中采用模糊控制是很合适的。

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许多工作，但是也应该看到还有不少问题有待于进一步研究解决。不过，有一点可以肯定，随着科学技术进一步发展，模糊控制这枝控制领域中的奇葩，必将更加光彩照人。