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石辛民，郝整清 著

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• 系统控制
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• 数学
• 模型
• 优化

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787512134553

版次：2

商品编码：12320831

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-02-01

用纸：胶版纸

页数：263

字数：412000

正文语种：中文

编辑推荐

本书优点如下：
1.基本概念清楚。本书既考虑了大学本科‘模糊控制’的教学要求，也照顾到广大科技工作者自学的实际需要，尽量介绍模糊控制的‘基本概念’、‘基本原理’和‘基本方法’。
2.中心内容明确。在组织模糊集合数学理论和神经网络的内容时，均以模糊控制为中心，按照它们和模糊控制的关系及需要组织和介绍必须的基础理论。
3.紧密联系实际。本书集多年讲授模糊控制的教学经验，从实例引出模糊控制，然后围绕这个中心展开讨论，对实际例子进行仿真。通过实例把基本概念、基本原理和基本方法串联在一起，有利于读者学习掌握和实际应用。
4.从系统高度上把握。本书从系统工程的角度展开编写。同时为了弥补学习过程中缺乏实践的缺陷，书内介绍了MATLAB计算机仿真的基本内容和方法，对一些控制实例进行了计算机仿真，为实践中进行模糊控制系统的计算机设计打下良好基础。
5.简明易懂。本书是在多年进行模糊控制教学经验的基础上编写的，叙述简练，概念清晰，中心明确，层次分明，便于自学。

内容简介

本书着重介绍模糊控制的基本概念、基本原理和基本方法。主要内容包括模糊控制的数学和逻辑学基础、模糊控制器的设计、模糊控制系统的仿真以及神经网络在模糊控制中的应用。
本书内容深入浅出、循序渐进、叙述简明、精练实用,可以作为控制科学和技术类专业本科及研究生学习“模糊控制”的教材，也可供与此相关的科研人员和从事控制工程的技术人员阅读和参考。

作者简介

石辛民，男，内蒙古大学电子信息工程学院自动化系教授，1962年毕业于西北大学物理系，曾在日本进修模糊控制技术，长期从事自动控制，模糊控制，模糊信息处理技术的科研与教学。发表核心论文30多篇，出版专著3部，教材编写5本。

郝整清，女，内蒙古大学电子信息工程学院自动化系副教授，长期从事模糊控制技术，模糊信息处理，智能控制技术的科研与教学。

目录

第1章引言
1.1自动控制理论的发展历程
1.2智能控制概况
1.2.1智能控制的发展简况
1.2.2智能控制的几个重要分支
1.3模糊控制
1.3.1模糊控制解决的问题
1.3.2模糊控制的发展简史
1.3.3模糊控制的特点及展望
思考与练习题
第2章模糊控制的数学基础
2.1模糊集合
2.1.1经典集合
2.1.2模糊集合
2.2隶属函数
2.2.1确定隶属函数的基本方法
2.2.2常用隶属函数
2.3模糊集合的运算
2.3.1模糊集合的基本运算
2.3.2模糊集合的基本运算规律
2.3.3模糊集合运算的其他定义
2.4模糊关系及其运算
2.4.1经典关系
2.4.2模糊关系
2.4.3模糊关系的运算
2.4.4模糊关系的合成
2.5模糊向清晰的转换
2.5.1模糊集合的截集
2.5.2模糊关系矩阵的截矩阵
2.5.3模糊集合转化为数值的常用方法
思考与练习题
第3章模糊控制的逻辑学基础
3.1二值逻辑简介
3.1.1判断
3.1.2推理
3.2自然语言的模糊集合表示
3.2.1一些自然词语的F集合表示
3.2.2模糊算子
3.3模糊逻辑和近似推理
3.3.1模糊命题
3.3.2常用的两种基本模糊条件语句
3.3.3近似推理及其合成法则
3.4TS型模糊推理
3.4.1双输入、单输出系统的TS型模糊推理
3.4.2MISO系统的T�睸模糊推理
思考与练习题
第4章模糊控制器的设计
4.1模糊控制系统的基本组成
4.1.1从传统控制系统到模糊控制系统
4.1.2模糊控制器的结构
4.2Mamdani型模糊控制器的设计
4.2.1Mamdani型模糊控制器的基本组成
4.2.2量化因子和比例因子
4.2.3模糊化和清晰化
4.2.4模糊控制规则
4.2.5模糊自动洗衣机的设计
4.3TS型模糊控制器的设计
4.3.1TS型模糊模型
4.3.2TS型模糊系统设计要点
4.4F控制器和PID控制器的结合
4.4.1FPID复合控制器基本原理
4.4.2FPID复合控制器的其他形式
4.4.3用模糊控制器调节PID控制器的参数
思考与练习题
第5章模糊控制系统的MATLAB仿真
5.1Simulink仿真入门
5.1.1MATLAB中的仿真模块库
5.1.2仿真模型图的构建
5.1.3动态系统的Simulink仿真
5.2模糊推理系统的设计与仿真
5.2.1模糊推理系统的图形用户界面简介
5.2.2模糊推理系统编辑器
5.2.3隶属函数编辑器
5.2.4模糊规则编辑器
5.2.5模糊规则观测窗
5.2.6FIS输出量曲面观测窗
5.2.7用GUI设计Mamdani型模糊系统举例
5.2.8用GUI设计Sugeno型模糊系统举例
5.3模糊控制系统的设计与仿真
5.3.1FIS与Simulink的连接
5.3.2构建模糊控制系统的仿真模型图
5.3.3通过仿真对系统进行分析
思考与练习题
第6章神经网络在模糊控制中的应用
6.1神经网络的基本原理
6.1.1神经网络发展历史
6.1.2神经元的生理结构
6.1.3神经元的数学模型
6.1.4人工神经网络模型
6.1.5神经网络模型的学习方法
6.1.6BP型神经网络原理简介
6.2神经模糊控制
6.3用自适应神经模糊系统建立FIS
6.3.1ANFIS图形用户界面简介
6.3.2用Anfis建立FIS的步骤
6.3.3用Anfis建立FIS举例
思考与练习题
参考文献

前言/序言

自动控制理论经历了经典控制和现代控制两个重大发展阶段，已经相当完善。然而，对于许多复杂庞大的被控对象及其外界环境，有时难以建立有效的数学模型，因而无法采用常规的控制理论做定量分析计算和进行控制，这时就要借助于新兴的智能控制。智能控制是人工智能、控制论和运筹学相互交叉渗透形成的新兴学科，它具有定量和定性相结合的分析方法，融合了人类特有的推理、学习和联想等智能。模糊控制是智能控制中适用面宽广、比较活跃且容易普及的一个分支。
人类在感知世界、获取知识、思维推理、相互交流及决策和实施控制等诸多的实践环节中，对知识的表述往往带有“模糊性”的特点，这使得其中所包含的信息容量有时比“清晰性”的更大，内涵更丰富，也更符合客观世界。1965年美国的控制论专家L�盇�盳adeh教授创立了模糊集合论，从而为描述、研究和处理模糊性事物提供了一种新的数学工具。模糊控制就是利用模糊集合理论，把人的模糊控制策略转化为计算机所能接受的控制算法，进而实施控制的一种理论和技术。它能够模拟人的思维方式，因而对一些无法构建数学模型的系统可以进行有效的描述和控制，除了用于工业，也适用于社会学、经济学、环境学、生物学及医学等各类复杂系统。
由于模糊控制应用广泛、便于普及，不仅许多高等学校开设了模糊控制课程，而且不少工程技术人员也渴望了解和学习这方面的知识。集作者多年从事“模糊信息处理”“模糊控制”方面的科研和教学经验，编写了这本模糊控制方面的入门书。本书在选材、安排上均遵从“入门”和“实用”的原则，着重介绍模糊控制的基本概念、基本原理和基本方法。本着“重视实用性和可操作性”的工程教育思想，内容选取和叙述形式不追求“理论的高深和数学推导的严谨”，在学术性和实用性发生冲突时，学术性服从实用性。
本书主要内容包括模糊控制的数学和逻辑学基础、模糊控制器的设计、模糊控制系统的仿真及神经网络在模糊控制中的应用。
在介绍模糊控制的理论时，按照模糊控制的需要介绍必要的基础理论和基本知识，而不是把模糊控制仅仅看作模糊理论的一种应用，片面追求模糊理论的系统性和完整性，致使读者在模糊数学和模糊逻辑的演算上花费很多精力。
在介绍模糊规则的生成方法时，不仅介绍了根据操作经验建立规则的常用方法，而且通过实例介绍了从系统的输入、输出数据中获取模糊规则的方法。
在介绍模糊控制器时，集中介绍了适用范围较广的两种类型模糊控制器：Mamdani型和Sugeno型。前一种模糊控制器的输入量和输出量都是模糊子集，输出量需要经过清晰化才能用于执行机构；而后一种模糊控制器的输入量是模糊子集，输出量为精确量，可以直接用于推动执行机构。
考虑到科技工作者学习模糊控制理论时需要实践的需求，把模糊控制理论和计算机仿真进行了有机融合，较详细地介绍了MATLAB仿真技术及其在模糊控制方面的应用。通过仿真练习，弥补了学习理论过程中难以实践的缺陷，加深对模糊控制的理解，也使在解决实际问题时有所借鉴，为进一步深入学习和应用模糊控制理论打下良好的基础。
神经网络是智能控制的一个重要分支，本书简要介绍了它在模糊控制中的应用，着重举例介绍了MATLAB中“自适应神经模糊系统”的使用方法。
本书配有教学课件，可发邮件至cbswce@jg.bjtu.edu.cn索取。
吴嫦娥编辑对本书的出版起了极大的推动作用，在此深表谢意！
由于模糊控制领域的理论目前尚不成熟，还存在许多未解难题，虽然作者在“模糊领域”有十余年的科研教学经验，但毕竟水平有限，恳请广大读者不吝赐教！

《模糊控制及其MATLAB仿真（第2版）》图书简介 深入浅出，掌控复杂系统控制的智慧之钥 在飞速发展的工程与科学领域，我们常常面临着描述和控制高度非线性、不确定性以及难以精确建模的复杂系统的挑战。传统控制方法在处理这类问题时显得力不从心。然而，一种源于人类模糊推理的强大工具——模糊控制，为我们提供了一种全新的、富有智慧的解决思路。它能够巧妙地将专家的经验知识转化为可执行的控制策略，在许多领域都展现出卓越的性能。 本书《模糊控制及其MATLAB仿真（第2版）》正是为了帮助您系统地掌握模糊控制理论精髓，并能将其灵活应用于实际工程问题而精心编写。我们深知，理论的深度与实践的可行性是相辅相成的。因此，本书在保持理论严谨性的同时，更注重通过大量的MATLAB仿真实例，将抽象的控制思想转化为具象化的仿真结果，让您在实践中巩固理解，提升技能。 为何选择模糊控制？ 与传统的精确建模控制方法不同，模糊控制的核心在于“模糊化”和“去模糊化”。它允许我们使用人类的自然语言来描述系统的行为和控制规则，例如“如果温度很高，就加强制冷”。这种方法极大地简化了复杂系统的建模过程，尤其适用于那些难以建立精确数学模型的场合，如机器人控制、家电智能化、自动驾驶、工业过程控制等。模糊控制的优势在于： 强大的非线性系统处理能力： 能够有效应对传统方法难以解决的非线性问题。 灵活的知识表达： 允许工程师直接利用专家经验和领域知识来设计控制器。 鲁棒性： 对系统参数的变化和外部干扰具有较好的容忍度。 易于理解和实现： 相较于复杂的数学模型，模糊规则更直观，便于工程师理解和调试。 本书的价值与特色： 《模糊控制及其MATLAB仿真（第2版）》旨在为您提供一个全面、系统且实用的学习路径。本书的独到之处体现在以下几个方面： 1. 理论体系的深度与广度并重： 清晰的理论脉络： 从模糊集合论的基础概念入手，逐步深入到模糊逻辑、模糊规则、模糊推理机制。我们将详细阐述Zadeh模糊逻辑、Larsen模糊逻辑等不同的模糊蕴含算子，以及不同的聚合和累积算子，帮助您理解它们在模糊推理中的作用和影响。 经典模糊控制器的解析： 深入剖析Mamdani型和Takagi-Sugeno（T-S）型模糊控制器的工作原理。Mamdani型控制器采用模糊输出，其推理过程更符合人类的思维方式，适合于解释性强的应用。T-S型控制器则采用线性函数作为输出，其输出具有更强的数学形式，易于进行后续的分析和设计，并且在控制器设计中展现出更优的性能。本书将详细对比这两种类型的控制器，分析它们的优缺点，并提供相应的MATLAB实现方法。 进阶模糊控制技术的探索： 除了基础的模糊控制器，本书还将为您介绍一些更高级的模糊控制技术，例如自适应模糊控制、神经网络模糊控制（ANFIS）、模糊聚类与模糊模型辨识等。这些技术能够进一步提升控制系统的性能，使其能够适应动态变化的环境，或者从数据中学习并建立更精确的系统模型。 2. MATLAB仿真的实战指导： 从零开始的仿真实践： 本书最大的亮点在于其丰富的MATLAB仿真实例。我们不仅仅是罗列代码，而是力求将理论知识与仿真实践紧密结合。每一个章节的理论讲解后，都会紧随其后的MATLAB仿真演示，帮助您将抽象的数学模型和控制规则转化为可视化的仿真结果。 循序渐进的仿真流程： 我们将带领您一步步完成模糊控制器的设计、参数调整、仿真运行和结果分析的全过程。从简单的模糊控制器搭建，到复杂系统的模型化与模糊化，再到多输入多输出（MIMO）系统的模糊控制设计，您将获得完整的实践经验。 关键仿真模块的详解： 书中将详细讲解如何利用MATLAB的Fuzzy Logic Toolbox来构建和仿真模糊控制器。您将学会如何定义模糊变量（输入和输出）、如何设计隶属度函数（三角形、梯形、高斯等各种类型及其参数调整）、如何编写模糊规则、如何选择推理方法和去模糊化方法。我们将演示如何加载自定义的模糊推理系统（FIS）文件，以及如何通过命令行接口（CLI）或图形用户界面（GUI）来调用和控制模糊逻辑工具箱。 多样化的仿真案例： 为了展示模糊控制器的普适性，本书将覆盖多个典型的应用场景，例如： 倒立摆控制： 一个经典的非线性控制问题，用于验证模糊控制器在稳定动态系统方面的能力。 自动驾驶车辆的速度与方向控制： 模拟车辆在不同路况下的行驶，展示模糊控制在平滑控制和避障方面的潜力。 智能温室环境控制： 模拟温度、湿度、光照等环境参数的调节，实现节能和最优作物生长环境的维持。 机器人轨迹跟踪： 演示机器人手臂或移动机器人在复杂轨迹下的精确跟随能力。 水箱水位控制： 一个经典的PID控制器调优的对比案例，展示模糊控制器在响应速度和抗干扰性上的优势。 3. 深入的仿真结果分析与解读： 可视化工具的应用： 在仿真过程中，我们将充分利用MATLAB的绘图功能，对系统的时域响应、相轨迹、隶属度函数的分布、模糊规则的激活情况等进行可视化展示。 性能评估与优化： 本书将指导您如何根据仿真结果来评估模糊控制器的性能，例如超调量、调节时间、稳态误差、抗干扰能力等。您将学会如何根据评估结果来调整隶属度函数的形状、增减模糊规则、修改规则的权重等，以达到最佳的控制效果。 参数调优的艺术： 模糊控制器的参数（如隶属度函数的中心、宽度、推理规则的触发条件等）往往需要根据实际应用进行细致的调优。本书将提供一系列系统性的调优策略和技巧，帮助您找到最优的参数组合。 4. 易读性与学习体验： 逻辑清晰的章节结构： 本书的章节安排循序渐进，从基础概念到高级应用，层层递进，确保您能够轻松理解和掌握。 图文并茂的讲解： 大量的图表、流程图和仿真截图，将抽象的理论知识变得生动形象，极大地提升了阅读的便捷性和趣味性。 代码示例的注释详尽： 提供的MATLAB代码不仅功能完整，而且注释清晰，方便您理解每一行代码的含义，并能在此基础上进行修改和扩展。 本书适合读者： 自动化、电气工程、计算机科学、机械工程等相关专业的在校学生： 学习模糊控制理论，掌握MATLAB仿真工具，为未来的学习和研究打下坚实基础。 从事控制系统设计、产品研发的工程师： 学习一种强大的非线性控制方法，解决实际工程中的复杂控制问题，提升产品性能。 对智能控制、人工智能技术感兴趣的研究人员： 深入了解模糊控制的原理和应用，为更前沿的研究提供理论支持。 希望将模糊逻辑应用于特定领域的专业人士： 如生物医学、金融建模、环境科学等，利用模糊控制的灵活性和鲁棒性来处理数据和优化决策。 展望未来： 模糊控制作为人工智能领域的一块重要基石，其应用前景十分广阔。随着人工智能技术的飞速发展，模糊控制与其他先进技术的融合（如机器学习、深度学习、强化学习等）将催生出更多令人兴奋的创新应用。本书旨在为您点亮通往模糊控制世界的大门，激发您探索未知、解决复杂问题的热情。 通过系统学习本书，您将不仅能够深刻理解模糊控制的理论精髓，更能熟练运用MATLAB工具将其转化为切实可行的控制方案，为您的工程实践和学术研究提供强大的支持。我们相信，《模糊控制及其MATLAB仿真（第2版）》将成为您在智能控制领域不可或缺的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在读的工程硕士，我一直在寻找一本既能深入讲解模糊控制理论，又能提供扎实MATLAB实践指导的教材。《模糊控制及其MATLAB仿真（第2版）》无疑是我的最佳选择。这本书的价值远超其价格，为我打开了模糊控制领域的一扇新大门。 在理论方面，本书的阐述极其严谨且富有条理。作者以一种非常易于接受的方式，解释了模糊逻辑控制器的核心要素，从模糊集合、隶属函数、模糊规则的定义，到模糊推理和解模糊的各个阶段，都进行了深入浅出的剖析。我尤其赞赏作者对于不同模糊化和解模糊方法的对比分析，这让我能够更深刻地理解它们之间的异同以及适用的场景。书中的例子非常贴切，能够帮助我更好地理解抽象的理论概念。 而在MATLAB仿真部分，这本书简直是实践者的福音。它提供的仿真代码不仅完整、规范，而且具有很强的可操作性。我尝试着照着书中的例子，在MATLAB环境中搭建和运行模糊控制器，整个过程非常流畅，并且效果显著。作者在讲解代码时，不仅仅是简单地介绍语法，而是会深入分析每段代码的意义和作用，以及它们如何与理论相结合。这种深入的实践指导，让我能够快速掌握模糊控制系统的仿真构建和调优技巧，为我的毕业设计奠定了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

读完《模糊控制及其MATLAB仿真（第2版）》，我不得不说，这本书绝对是物超所值！我之前为了掌握模糊控制技术，尝试过不少教材和网上资源，但很多都停留在理论层面，或者仿真部分过于碎片化，导致我始终无法真正建立起系统的认知和实践能力。这本书恰恰填补了这一空白。 它在理论部分的深度和广度都令人印象深刻。作者不仅深入浅出地讲解了传统模糊逻辑控制器的原理，还对一些进阶的主题，如自适应模糊控制、神经网络模糊控制等，进行了详尽的介绍。我尤其欣赏书中对于不同模糊化和解模糊方法的比较分析，这有助于我理解各种方法的优缺点以及适用场景。更重要的是，它没有回避理论的复杂性，而是通过巧妙的组织和清晰的语言，将复杂的概念变得易于理解。 在MATLAB仿真方面，这本书的实践指导性极强。它提供的仿真代码不仅仅是简单的演示，而是能够直接应用于实际问题解决的范例。从简单的二输入二输出系统，到更复杂的非线性系统，书中都提供了完整的仿真流程和代码实现。作者甚至还考虑到了参数整定和性能评估等方面，这对于初学者来说非常有指导意义。通过跟随书中的仿真步骤，我不仅学会了如何搭建模糊控制器，更掌握了如何利用MATLAB对模糊控制系统进行分析和优化。

评分☆☆☆☆☆

我最近在进行一个工业自动化相关的项目，需要用到模糊控制技术来处理一些非线性、不确定性强的系统。在朋友的推荐下，我入手了《模糊控制及其MATLAB仿真（第2版）》。坦白说，起初我对此书的期望值并不是特别高，毕竟关于模糊控制的书籍市面上已经不少了。然而，事实证明我的顾虑完全是多余的，这本书给我带来了巨大的惊喜。 首先，其理论讲解的逻辑性和系统性是我见过最出色的。作者没有采用堆砌公式的方式，而是从模糊集合的基本概念出发，层层递进地讲解模糊推理、模糊规则的建立、参数整定等核心内容。我特别喜欢书中对于“模糊化”和“解模糊”过程的细致描绘，通过丰富的图示和实例，让这些关键步骤变得非常直观易懂。即使面对一些复杂的模糊规则，也能在书的引导下理清思路。 其次，本书在MATLAB仿真方面的实践价值更是无可替代。书中提供了大量高质量的仿真实例，涵盖了从基础到进阶的各种应用场景。这些代码不仅结构清晰、注释详尽，而且能够真正地实现功能。我按照书中的步骤，尝试着在MATLAB环境中搭建了一个小型的模糊控制器，效果非常令人满意。让我印象深刻的是，作者并没有仅仅停留在代码层面，而是深入分析了仿真结果，并给出了调优的建议，这对于我这样的实践者来说，无疑是宝贵的经验。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我眼前一亮！我一直对模糊控制这个领域很感兴趣，但之前看的资料总是要么理论晦涩难懂，要么仿真部分语焉不详，难以独立上手。直到我翻开《模糊控制及其MATLAB仿真（第2版）》，才感觉找到了“宝藏”。 书中的理论讲解非常清晰透彻，作者没有急于抛出公式，而是循序渐进地从模糊逻辑的基本概念讲起，比如模糊集合、隶属函数、模糊规则等，用了很多生动的例子来解释这些抽象的概念。我特别喜欢它对模糊推理过程的阐述，用图示和逻辑推导相结合的方式，让读者能够直观地理解输入如何通过模糊化、模糊推理、解模糊等步骤转化为清晰的输出。即使之前对模糊控制了解不多，也能很快跟上思路。 而且，这本书的仿真部分是它的另一大亮点。它不仅仅是罗列一些MATLAB代码，而是真正地将理论与实践紧密结合。每介绍完一个模糊控制的概念，后面都会紧跟着相应的MATLAB仿真实例，代码结构清晰，注释详细，并且会解释每一步代码的作用和背后的原理。我尝试着按照书中的例子，一步步地在MATLAB中实现，发现效果非常好，自己也能根据书中的思路进行修改和扩展，实现更复杂的控制系统。这种“学以致用”的感觉让我非常有成就感。

评分☆☆☆☆☆

我对《模糊控制及其MATLAB仿真（第2版）》的评价只有一个词：出色！我之前尝试过几本与模糊控制相关的书籍，但不是理论过于枯燥，就是仿真部分过于简单，无法满足我实际应用的需求。这本书真正做到了理论与实践的完美结合，让我受益匪浅。 从理论讲解的角度来看，作者展现了深厚的功底和卓越的教学能力。书中对模糊逻辑控制原理的阐述，从基础的模糊集合、隶属度函数，到复杂的模糊推理和解模糊算法，都进行了清晰、详尽的介绍。我特别欣赏作者在讲解模糊规则的构建时，所采用的启发式方法，这使得初学者也能轻松理解如何将人的经验转化为模糊规则。书中对于各种先进模糊控制技术的介绍，也为我提供了更广阔的视野。 而本书最让我惊喜的，莫过于其MATLAB仿真部分的详实程度。书中提供的仿真实例，不仅仅是“照猫画虎”式的代码堆砌，而是真正能够体现模糊控制精髓的、具有实际应用价值的范例。从基础的PID控制器的模糊化，到更复杂的系统辨识和自适应控制，书中的代码都经过精心设计，结构清晰，注释到位。我按照书中的指导，自己动手实践，不仅学会了如何利用MATLAB实现模糊控制器，更掌握了如何通过仿真来分析和优化控制系统的性能。这种“手把手”的教学方式，让我能够快速将理论知识转化为实际能力。