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第1章 绪论1

1.1 模糊理论的产生1

1.2 模糊控制理论的创立、现状和发展趋势3

1.2.1 模糊控制理论的创立3

1.2.2 模糊控制理论的研究和应用状况4

1.2.3 模糊控制理论的发展趋势8

1.3 本书的基本结构和内容安排10

第1篇 模糊控制理论的数学基础14

第2章 模糊数学基础知识14

2.1 模糊现象及模糊概念14

2.2 模糊集合论基础15

2.2.1 经典集合论概述15

2.2.2 模糊集合的定义及表示方法20

2.2.3 模糊集合的运算21

2.2.4 隶属函数的确定原则及基本确定方法23

2.2.5 λ-截集26

2.3 模糊集合的基本定理27

2.3.1 模糊集合的分解定理27

2.3.2 模糊集合的扩展原理29

2.4 模糊关系、模糊矩阵和模糊变换30

2.4.1 模糊关系及运算30

2.4.2 模糊矩阵31

2.4.3 模糊关系的合成运算及性质32

2.4.4 模糊变换33

2.5 模糊逻辑33

2.5.1 模糊逻辑概述33

2.5.2 模糊命题34

2.5.3 模糊逻辑公式37

2.6 模糊语言38

2.6.1 模糊语言的组成要素及语法规则38

2.6.2 语言值及其运算法则42

2.6.3 语言变量44

2.7 模糊推理45

2.7.1 模糊语句概述45

2.7.2 模糊条件语句45

2.7.3 模糊推理49

第2篇 模糊控制理论56

第3章 模糊控制系统与模糊控制器概论56

3.1 模糊控制系统的基本结构及控制原理56

3.1.1 一般模糊控制系统的基本结构57

3.2.1 一般模糊控制器的基本结构59

3.2.2 一般模糊控制器各主要环节的功能59

3.1.2 一般模糊控制系统的工作原理59

3.2 一般模糊控制器的基本结构59

3.3 模糊控制器的基本类型60

3.3.1 按输入、输出量分60

3.3.2 按模糊控制器的本质分62

3.3.3 按模糊控制器的控制功能分63

3.3.4 按模糊控制器的智能化程度分65

3.4 一般模糊控制器设计中的几个突出问题67

3.4.1 模糊化67

3.4.2 数据库67

3.4.3 规则库69

3.4.4 清晰化基本算法69

第4章 基本模糊控制器设计71

4.1.1 模糊控制器的语言变量72

4.1.2 语言变量值的选取72

4.1 精确量的模糊化处理72

4.1.3 语言变量论域上的模糊子集的确定原则73

4.1.4 语言变量的赋值表74

4.1.5 一个确定精确量的模糊化75

4.2 基本模糊控制器的模糊规则设计76

4.2.1 双输入单输出模糊控制器的基本规则76

4.2.2 基于手动控制策略的模糊控制规则集77

4.3 模糊控制状态表及模糊关系77

4.3.1 模糊控制状态表77

4.3.2 反应控制规则的模糊关系78

4.4 模糊推理方法78

4.5.2 待判决模糊集合形状的分析79

4.5 输出信息的模糊判决79

4.5.1 模糊判决方法79

4.6 建立查询表80

4.7 基本模糊控制器设计举例81

4.7.1 被控对象的特点和控制任务81

4.7.2 模糊控制器设计81

第5章 模糊-PID控制器设计86

5.1 模糊-PI（比例积分）控制器86

5.1.1 模糊-PI双模控制86

5.1.2 比例-模糊-PI控制87

5.1.3 模糊积分引入方式88

5.2 模糊-比例微分（PD）控制器89

5.2.1 模糊-PD控制结构89

5.2.2 模糊-PD控制器的设计90

5.2.3 数值仿真91

5.3 模糊-比例积分微分（PID）控制器92

5.3.1 自整定模糊-PID控制器的结构92

5.3.2 自整定设计思想92

5.3.3 模糊-PID参数控制算法93

5.3.4 仿真结果96

5.4 模糊PID控制系统实例97

5.4.1 模糊-PID控制器的结构组成97

5.4.2 模糊自整定PID参数控制算法99

5.4.3 模糊自整定PID参数控制系统软件实现100

5.4.4 实验结果分析100

5.5.1 控制系统结构102

5.5.2 控制器设计和参数整定102

5.5 常规PID与模糊-PID控制器的比较分析102

5.5.3 模糊切换方法设计104

5.5.4 仿真实例105

第6章 多变量模糊控制106

6.1 多变量模糊控制基本理论概述106

6.1.1 分层多变量模糊控制107

6.1.2 自学习模糊控制器109

6.1.3 基于模型的多变量模糊控制方法110

6.1.4 多变量模糊解耦116

6.2 双输入双输出模糊控制器的结构119

6.3 递阶多变量模糊控制器的设计122

6.4 多变量模糊控制器的应用实例125

6.4.1 多变量温度模糊控制125

6.4.2 板球系统的T-S模糊多变量控制128

7.1 自适应模糊控制系统133

第7章 自适应模糊控制133

7.2 直接型和间接型自适应模糊控制器134

7.2.1 直接型和间接型自适应模糊控制器的区别134

7.2.2 第一类和第二类自适应模糊控制器135

7.2.3 直接型自适应模糊控制器的结构136

7.3 基于模型参考的自适应模糊控制器144

7.3.1 基于模型参考的自适应模糊控制器144

7.3.2 基于模型参考的自适应模糊控制器的设计145

7.4 自校正模糊控制器150

7.5 基于监督控制的自适应模糊控制器的设计152

7.5.1 间接型自适应模糊监督控制器设计152

7.5.2 直接型自适应模糊监督控制器设计157

7.6.1 基于基本参数调整的自适应模糊控制器概述158

7.6 基于基本参数调整的自适应模糊控制器158

7.6.2 论域自调整模糊控制器162

7.7 基于智能算法的自适应模糊控制器163

第8章 神经网络模糊控制165

8.1 神经网络基础165

8.1.1 神经元166

8.1.2 人工神经网络167

8.1.3 向后传播网络169

8.2 传统的神经网络控制概述172

8.2.1 神经网络的逼近能力172

8.2.2 神经控制的基本思想173

8.2.3 神经网络在控制中的作用174

8.2.4 传统的神经网络控制174

8.3 神经网络模糊控制176

8.3.2 结构等价的神经网络模糊控制器177

8.3.1 神经网络和模糊逻辑相结合的方式177

8.4 基于神经网络的自适应模糊控制器183

8.4.1 控制器结构183

8.4.2 学习算法184

8.4.3 仿真实验185

8.5 基于单层神经网络的多变量自适应模糊控制器186

8.6 模糊逻辑、神经网络与混沌控制概述190

8.6.1 混沌及混沌控制简介190

8.6.2 混沌系统的模糊控制190

8.6.3 混沌系统的神经网络控制191

9.1 连续模糊控制系统的稳定性分析193

9.1.1 连续模糊控制系统193

第9章 模糊控制系统的稳定性分析193

9.1.2 连续模糊控制系统的稳定性定理194

9.1.3 仿真实例198

9.2 离散模糊控制系统的稳定性分析201

9.2.1 离散模糊控制系统201

9.2.2 离散模糊控制系统的稳定性定理202

9.3 基于模糊动态线性模型T-S的稳定性分析205

9.3.1 描述函数分析法205

9.3.2 相平面分析法206

9.3.3 线性近似分析法208

9.4 不确定非线性模糊控制系统的稳定性分析211

9.4.1 不确定非线性系统211

9.4.2 不确定非线性系统的稳定性定理212

10.1.1 控制对象的动态特性216

10.1 纺织生产过程温控对象的自调整模糊控制216

第10章 模糊控制在纺织工程中的应用216

第3篇 模糊控制理论的工程应用216

10.1.2 自调整模糊控制算法217

10.1.3 算法仿真与控制效果分析218

10.2 梳棉机自调匀整系统的模糊控制220

10.2.1 梳棉机的数学模型及传统控制方法220

10.2.2 模糊混合环控制器的设计221

10.2.3 反馈控制器的设计225

10.2.4 前-反馈控制器的综合225

第11章 模糊控制在环保工程中的应用226

11.1 模糊控制在水厂混凝投药系统中的应用226

11.1.1 混凝投药模糊控制系统226

11.1.2 混凝投药模糊控制器工作原理227

11.1.3 混凝投药模糊控制器设计原理228

11.1.4 混凝投药模糊控制器系统软件的设计230

11.2 模糊控制在污水处理中的应用230

11.2.1 污水处理系统230

11.2.2 泵站模糊控制方法231

第12章 模糊控制在机电工程中的应用235

12.1 工业洗衣机模糊控制器235

12.1.1 模糊控制器设计235

12.1.2 模糊推理软件设计237

12.2 机电设备故障诊断模糊推理机设计238

12.2.1 机电设备故障机理分析239

12.2.2 模糊推理机的设计240

12.3 步行机器人模糊神经网络控制243

12.3.1 概述243

12.3.2 步行机器人控制中的神经网络243

12.3.3 神经网络的训练244

12.3.4 模糊控制器的工作原理246

第13章 模糊控制在通信工程中的应用249

13.1 模糊控制在数字式无线通信装置中的应用249

13.1.1 数字式无线通信装置中的控制原理249

13.1.2 模糊控制系统结构设计249

13.1.3 物理量的模糊化250

13.1.4 控制规则设计250

13.1.5 控制系统的工况实验252

13.2 车载无线通信受话音量模糊控制252

13.2.1 模糊控制器的设计252

13.2.2 系统软件设计253

13.3 ABR业务流量模糊智能控制255

13.3.1 ABR业务模糊流量控制系统256

13.3.2 ABR模糊流量控制机制的性能257

13.3.3 性能仿真结果258

第14章 模糊控制在其他工程领域中的应用261

14.1 基于单片机的船舶自动舵模糊控制系统261

14.1.1 自动舵模糊控制系统的工作原理261

14.1.2 模糊控制器的设计262

14.1.3 模糊控制器的实现263

14.2 模糊控制在船舶减摇技术上的应用265

14.2.1 减摇鳍系统模糊控制器设计266

14.2.2 模糊控制器及与PID控制器仿真结果比较267

14.3 模糊控制理论在目标识别领域中的应用268

14.3.1 目标特征量269

14.3.2 模糊隶属函数的确定270

14.3.3 分类识别方法271

参考文献273