模糊系统与模糊控制教程

模糊系统与模糊控制教程共31章，内容包括模糊数学与模糊逻辑中一些对于模糊系统理论有用的概念和原理，模糊系统的各组成部分，设计模糊系统的四种方法，模糊控制与非自适应模糊控制方法，以及若干不属于《模糊系统与模糊控制教程》主体结构但很重要的专题，如模糊c-均值算法、模糊关系方程、模糊算术、模糊线性规划和可能性理论等。 《模糊系统与模糊控制教程》有效地结合了理论的前沿性和方法的实用性，具有极强的指导意义，可以使硕士、博士研究生在选择论文题目或考虑到解决问题的方案以及遇到新问题采取对策或措施时形成更多的思路。从国内有关教材来看，绝大部分书籍以模糊数学为主要内容，缺少模糊系统中的建模方法及优化方法。而《模糊系统与模糊控制教程》则为读者提供了模糊系统与模糊控制这一领域的概要及基本原理，是一本真正优秀的模糊系统与模糊控制教材。 《模糊系统与模糊控制教程》是一本针对研究生和高年级本科生的教科书，适用于60学时以下的模糊系统或模糊控制以及相关专业的教学，如适合控制科学与工程、管理科学与工程、应用数学等专业教学使用。
模糊系统与模糊控制教程 目录
 
前言ⅪⅩ
第1章引言1
1.1为什么研究模糊系统1
1.2什么是模糊系统2
1.3模糊系统应用的领域及方式5
1.3.1模糊洗衣机5
1.3.2数字图像稳定器6
1.3.3汽车中的模糊系统6
1.3.4水泥窑的模糊控制7
1.3.5地铁的模糊控制7
1.4模糊理论的主要研究领域8
1.5模糊理论及其应用的简史9
1.5.120世纪60年代： 模糊理论的萌芽9
1.5.220世纪70年代： 模糊理论继续发展并出现了实际的应用10
1.5.320世纪80年代： 模糊理论的大规模应用使其产生巨大飞跃10
1.5.420世纪90年代： 模糊理论仍有更多的挑战11
1.6本章小结及导读11
1.7习题12
第一部分模糊系统与模糊控制的模糊数学原理
第2章模糊集合及其基本运算14
2.1由经典集合到模糊集合14
2.2模糊集合的一些基本概念18
2.3模糊集合的运算20
2.4本章小结及导读21
2.5习题22
第3章模糊集合的其他运算23
3.1模糊补23
3.2模糊并——s?范数25
3.3模糊交——t?范数29
3.4平均算子32
3.5本章小结及导读33
3.6习题34
第4章模糊关系与扩展原理35
4.1由经典关系到模糊关系35
4.1.1关系35
4.1.2投影和柱状扩展37
4.2模糊关系的合成39
4.3扩展原理42
4.4本章小结及导读42
4.5习题43
第5章语言变量与模糊IF?THEN规则44
5.1由数值变量到语言变量44
5.2语言限定词45
5.3模糊IF?THEN规则46
5.3.1模糊命题46
5.3.2模糊IF?THEN规则的解释48
5.4本章小结及导读53
5.5习题54
第6章模糊逻辑与近似推理55
6.1由经典逻辑到模糊逻辑55
6.1.1经典逻辑概要55
6.1.2模糊逻辑的基本原理57
6.2推理合成规则59
6.3规则的特性61
6.3.1广义取式推理61
6.3.2广义拒式推理64
6.3.3广义假言推理65
6.4本章小结及导读66
6.5习题66
第二部分模糊系统及其特性
第7章模糊规则库与模糊推理机70
7.1模糊规则库70
7.1.1模糊规则库的结构70
7.1.2规则集合的特性71
7.2模糊推理机73
7.2.1组合推理73
7.2.2独立推理74
7.2.3各类推理机75
7.3本章小结及导读80
7.4习题80
第8章模糊器和解模糊器81
8.1模糊器81
8.2解模糊器84
8.2.1重心解模糊器84
8.2.2中心平均解模糊器85
8.2.3最大值解模糊器86
8.2.4解模糊器的比较87
8.3本章小结及导读89
8.4习题90
第9章模糊系统作为非线性映射91
9.1几类模糊系统的公式91
9.1.1带有中心平均解模糊器的模糊系统91
9.1.2带有最大值解模糊器的模糊系统94
9.2模糊系统作为万能逼近器96
9.3本章小结及导读99
9.4习题99
第10章模糊系统的逼近特性Ⅰ100
10.1基本概念100
10.2模糊系统的设计102
10.3模糊系统的逼近精度104
10.4本章小结及导读108
10.5习题108
第11章模糊系统的逼近特性Ⅱ110
11.1具有二阶逼近精度的模糊系统110
11.2带有最大值解模糊器的模糊系统的逼近精度114
11.3本章小结及导读118
11.4习题118
第三部分根据输入—输出数据设计模糊系统
第12章查表法设计模糊系统121
12.1设计模糊系统的查表法121
12.2查表法在倒车控制中的应用124
12.3查表法在时间序列预测中的应用128
12.4本章小结及导读131
12.5习题与设计131
第13章梯度下降法设计模糊系统133
13.1模糊系统结构的选择133
13.2模糊系统参数的设计134
13.3在非线性动态系统辩识中的应用137
13.3.1辩识器的设计137
13.3.2初始参数的选择138
13.3.3仿真139
13.4本章小结及导读142
13.5习题与设计142
第14章递推最小二乘法设计模糊系统144
14.1模糊系统的设计144
14.2递推最小二乘法的推导145
14.3在非线性通信信道均衡中的应用146
14.3.1均衡问题及其几何公式146
14.3.2模糊系统在均衡问题中的应用149
14.4本章小结及导读152
14.5习题与设计152
第15章聚类法设计模糊系统154
15.1一种最优的模糊系统154
15.2聚类法设计模糊系统156
15.3在非线性自适应控制系统中的应用160
15.4本章小结及导读163
15.5习题与设计163
第四部分非自适应模糊控制
第16章模糊控制器设计的试错法166
16.1模糊控制与传统控制166
16.2模糊控制器设计的试错法167
16.3实例研究Ⅰ： 水泥窑的模糊控制167
16.3.1水泥窑的工艺流程167
16.3.2水泥窑流程的模糊控制器的设计168
16.3.3模糊控制器的实施170
16.4实例研究Ⅱ： 废水处理过程的模糊控制171
16.4.1污物废水处理过程171
16.4.2模糊控制器的设计172
16.5本章小结及导读174
16.6习题174
第17章线性系统模糊控制Ⅰ： 稳定控制器176
17.1单输入单输出系统的稳定模糊控制176
17.1.1模糊控制系统的指数稳定性177
17.1.2模糊控制系统的输入—输出稳定性179
17.2多输入—多输出系统的稳定模糊控制180
17.2.1指数稳定性180
17.2.2输入—输出稳定性183
17.3本章小结及导读183
17.4习题183
第18章线性系统模糊控制Ⅱ： 最优控制器与稳健控制器185
18.1最优模糊控制185
18.1.1Pontryagin最小值原理185
18.1.2最优模糊控制器的设计186
18.1.3在球—横木系统中的应用188
18.2稳健模糊控制189
18.3本章小结及导读190
18.4习题191
第19章非线性系统模糊控制Ⅰ： 滑动控制192
19.1作为滑动控制的模糊控制： 分析192
19.1.1滑动控制的基本原理192
19.1.2根据滑动控制原理分析模糊控制器194
19.2作为滑动控制的模糊控制： 设计194
19.2.1滑动控制律的连续逼近194
19.2.2根据平滑滑动控制律设计模糊控制器196
19.3本章小结及导读198
19.4习题199
第20章非线性系统模糊控制Ⅱ： 监督控制200
20.1模糊系统中的多层控制200
20.2用非模糊监控实现稳定的模糊控制201
20.2.1监督控制器的设计201
20.2.2监督控制器在倒立摆平衡中的应用203
20.3用模糊系统调节PID控制器的增益206
20.3.1PID控制器206
20.3.2调节PID增益的模糊系统206
20.4本章小结及导读209
20.5习题210
第21章模糊系统模型的模糊控制211
21.1TSK模糊系统211
21.2带有模糊控制器的模糊模型的闭环动态特性212
21.3动态TSK模糊系统的稳定性分析214
21.4模糊模型的稳定模糊控制器的设计218
21.5本章小结及导读220
21.6习题220
第22章模糊控制的定性分析和多级模糊系统222
22.1模糊控制系统的相平面分析222
22.2稳定性的稳健性指标224
22.2.1一维情况224
22.2.2n维情况225
22.3多级模糊控制227
22.3.1维度灾难227
22.3.2多级模糊系统的构造227
22.3.3多级模糊系统的性质228
22.4本章小结及导读229
22.5习题229
第五部分自适应模糊控制
第23章基本自适应模糊控制器Ⅰ233
23.1自适应模糊控制器的分类233
23.2间接型自适应模糊控制器的设计234
23.2.1问题描述234
23.2.2模糊控制器的设计234
23.2.3自适应律的设计237
23.3在倒立摆跟踪控制中的应用238
23.4本章小结及导读242
23.5习题242
第24章基本自适应模糊控制器Ⅱ244
24.1直接型自适应模糊控制器的设计244
24.1.1问题描述244
24.1.2模糊控制器的设计244
24.1.3自适应律的设计245
24.1.4仿真246
24.2组合型自适应模糊控制器的设计249
24.2.1问题描述249
24.2.2模糊控制器的设计250
24.2.3自适应律的设计250
24.2.4收敛性分析252
24.3本章小结及导读253
24.4习题253
第25章高级自适应模糊控制器Ⅰ254
25.1保证状态有界的监督控制法254
25.1.1在间接型自适应模糊控制系统中的应用254
25.1.2在直接型自适应模糊控制系统中的应用256
25.2保证参数有界的投影法257
25.2.1在间接型自适应模糊控制系统中的应用257
25.2.2在直接型自适应模糊控制系统中的应用258
25.3稳定的直接型自适应模糊控制系统259
25.3.1稳定性和收敛性分析259
25.3.2仿真260
25.4本章小结及导读261
25.5习题262
第26章高级自适应模糊控制器Ⅱ263
26.1稳定的间接型自适应模糊控制系统263
26.1.1稳定性和收敛性分析263
26.1.2非线性参数化264
26.2一般非线性系统的自适应模糊控制266
26.2.1输入—输出线性化的直观概念266
26.2.2基于输入—输出线性化的自适应模糊控制器的设计268
26.2.3在球—横木系统中的应用269
26.3本章小结及导读271
26.4习题271
第六部分其他专题
第27章模糊c?均值算法274
27.1为什么模糊模型可用于模式识别274
27.2硬c?划分与模糊c?划分275
27.3硬c?均值算法和模糊c?均值算法276
27.3.1目标函数聚类法和硬c?均值算法276
27.3.2模糊c?均值算法278
27.4模糊c?均值算法的收敛性280
27.5本章小结及导读282
27.6习题282
第28章模糊关系方程284
28.1引言284
28.2求解模糊关系方程284
28.3模糊关系方程的可解度287
28.3.1两个模糊集的贴近度287
28.3.2模糊关系方程的可解度288
28.4近似解——神经网络算法289
28.5本章小结及导读293
28.6习题294
第29章模糊算术295
29.1模糊数和分解定理295
29.2模糊数的加和减296
29.2.1α?截集法296
29.2.2扩展原理法297
29.3模糊数的乘和除298
29.3.1α?截集法298
29.3.2扩展原理法299
29.4模糊方程300
29.5模糊排序301
29.6本章小结及导读303
29.7习题303
第30章模糊线性规划305
30.1模糊线性规划问题分类305
30.2模糊资源型线性规划问题307
30.3模糊目标系数型线性规划问题308
30.4模糊约束系数型线性规划问题310
30.5随机线性规划和模糊线性规划的比较311
30.6本章小结及导读312
30.7习题313
第31章可能性理论315
31.1引言315
31.2可能性的直观方法315
31.2.1可能性分布与可能性测度315
31.2.2边际可能性分布与非关联性316
31.2.3条件可能性分布317
31.3可能性的公理化方法318
31.3.1似真性测度和信任性测度318
31.3.2可能性测度和必要性测度319
31.4可能性与概率320
31.4.1可能性与概率的无休止的论战320
31.4.2两种理论的主要差别321
31.4.3从工程师的观点怎样看待这些争议322
31.5本章小结及导读323
31.6习题323
参考文献325
重要词汇英汉对照335