31、模糊系统与支持向量机在过程控制中的应用

模糊系统与支持向量机在过程控制中的应用

1. 模糊系统基础

模糊系统主要包含推理（Inference）和解模糊器（Defuzzifier）两个关键部分。推理过程是根据输入和规则生成模糊系统的输出。解模糊器则是一种逆变换，它将模糊输出转换为精确输出。常见的解模糊方法有面积中心法（Center of Area）、最大中心法（Center of Maximum）和最大均值法（Mean-of-Maximum）。

2. 模糊控制器在过程控制中的应用

近年来，模糊控制器在过程控制领域受到了广泛关注。以下是一些具体的应用案例：
- 流量控制 ：有研究实现了用于流量控制的模糊逻辑控制器，并将其性能与传统的PID控制器进行了对比分析。结果表明，在过程控制中，模糊控制器是传统控制器的一个有吸引力的替代方案。
- 工业炉温度控制 ：评估了模糊逻辑控制器在工业炉温度过程控制中的重要性，并将其性能与通过各种调优方法调整的PID控制器进行了比较。结果显示，模糊控制器提高了系统的鲁棒性和动态性能。

不过，模糊控制器虽然对工业化学过程的非线性有令人满意的响应，但在最小化系统不确定性的负面影响方面可能存在一些困难。为了克服这个问题，最近提出了模糊2型控制器。例如，在二元蒸馏塔的控制中，使用了上述两种类型的控制器进行对比，模拟结果证实，模糊2型控制器显著提高了鲁棒性。

此外，还有大量研究将模糊逻辑应用于故障检测、诊断和容错控制等方面。

3. 模糊控制器过程控制模拟

以工业炉的温度过程控制为例，应用模糊控制器进行模拟。该过程采用级联控制