龍祖強　伍小青　許岳兵　朱亞培

摘要：模糊控制因它具有不要精確數(shù)學模型且易于設計的優(yōu)點，在自動控制領域內(nèi)受到了廣大技術人員青睞。通過該門課的學習，學生能夠綜合訓練各種專業(yè)知識，對提高就業(yè)競爭力很有幫助。因此，在地方高校亦有必要開設這門課程。然而，模糊控制課程相對一般選修課程，它有較高的開課條件，同時還應根據(jù)學校與學生的實際情況，合理選購教材或自編講義，在綜合評估利弊得失的基礎上，才能做出是否開課的決定。

關鍵詞：模糊控制；模糊推理；解模糊方法；模糊規(guī)則庫

一、 課程性質

模糊控制理論起源于美國，興起于日本。上世紀90年代末期，模糊控制理論獲得了中國學者高度重視，并取得了大量的研究成果。模糊控制理論相對于經(jīng)典控制理論，它的優(yōu)點在于，在設計控制器的過程中，設計者不需要了解被控對象的數(shù)學模型。盡管PID控制器的設計過程中也不需要被控對象的數(shù)學模型，但是PID的參數(shù)整定至今沒有一個完美的解決方案，嚴重地依賴實際工作經(jīng)驗。這對控制工程師來說，仍是一個挑戰(zhàn)性的工作。然而，模糊控制器雖然有比例因子需要設計，但是只要知道各個環(huán)節(jié)的數(shù)量放大關系或增益大小，比例因子在設計過程中就能確定下來。因此，模糊控制器的設計難點不在于參數(shù)整定，而是在于模糊規(guī)則的獲取。PID控制器盡管結構簡單，看似只有參數(shù)整定的問題，實則不易。對于模糊控制器的規(guī)則獲取問題，通常有如下三條途徑：1. 現(xiàn)場對操作工人進行問卷調查；2. 咨詢領域內(nèi)的專家以匯集各種操作命令；3. 查閱參考資料，在符合邏輯的條件下，結合實際問題進行編輯與調整。盡管模糊控制理論還不成熟，但是其實用性很強，可以解決很多傳統(tǒng)控制方法無法解決的問題。學習好模糊控制技術是相關專業(yè)的畢業(yè)生提高職場技能的一條有效途徑。進入新世紀，對于控制專業(yè)研究生，模糊控制技術通常是一門選修課。令人欣慰的是，很多地方高校對本科生也開設這門選修課。

二、 課程開設條件

在地方高校對本科生開設模糊控制技術課程有重要意義。然而，并不是每所地方高校都具備開設這門課的條件。如果要使這門課真正落實下來，我們認為應該具備如下條件：1. 至少1～2名從事模糊控制研究的教師，教師在攻讀碩士或博士期間應從事過與模糊控制相關的研究工作。由于專業(yè)的特殊性，通過臨時自學方式來承擔模糊控制技術的課程有較大的難度。其原因在于，模糊控制理論是基于模糊數(shù)學的，絕大多數(shù)教師沒有這方面的基礎，這給自學模糊控制理論造成了很大的障礙。其次，模糊控制理論的學習和工程實踐同樣重要，需要在理論學習與工程實踐方面均有一定的積累，才能真正透徹理解模糊控制器的工作原理，才能對基礎較差的二本學生開展有效的教學工作。2. 應該具備一定實驗條件，仿真實驗是必須的，若能有硬件實驗配合，學習效果會更好。3. 應該選好適當?shù)慕滩?。我們的教學經(jīng)驗顯示，目前出版的關于模糊控制的教材質量普遍不高，數(shù)理知識羅列過多，關于各種高級模糊控制器的內(nèi)容太多，對于基本模糊控制的工作原理（即模糊推理的詳細過程）的闡述往往比較簡單，缺乏詳細論述和具體數(shù)值例子。這給學生理解模糊控制造成了較大的障礙。在這種情況下，教師自編講義不失為一種比較有效的方法。

三、 利弊得失分析

模糊控制技術課程在地方院校的開設情況目前處于試探階段。這個現(xiàn)象主要是由于師資力量、實驗條件、教材等方面條件限制造成的。在開課之前，我們應該搞清楚開設該課程能給學生帶來何種益處。一般而言，開設模糊控制技術課程，帶來的益處有：1. 可使學生掌握一種新的算法工具，即模糊推理算法。這種算法與經(jīng)典數(shù)學有很大區(qū)別，可把人類的自然語言融入數(shù)學推理算法之中。2. 基于語言規(guī)則的模糊推理算法，可讓學生開拓知識視野，對畢業(yè)之后從事相關技術工作，提供了一種新思路和解決問題的方案。3. 可使學生把大學四年所學的核心專業(yè)課程串聯(lián)起來，為解決實際問題提供了一個綜合性的訓練平臺。這不僅可以鞏固以前所學的專業(yè)知識，而且可以提高學生綜合應用能力，增強畢業(yè)生的就業(yè)競爭力。但是，開設這門課也存在一定的弊端。首先，師資力量和實驗條件往往比較緊張，對開設該課程的教學效果帶來了潛在風險；其次，二本學校的學生的基本素質和能力較低，在短時內(nèi)

要把這門課學好存在較大困難；最后，這門課是建立在學生先選修了自動控制原理的基礎之上的，如果學生沒有修完自動控制原理，直接選修該課程，很難取得成功。這樣既浪費時間，又影響課堂上的學習氣氛。因此，在地方院校開設模糊控制技術課程，應該首先評估各種有利和不利的因素，然后再決定是否開設該門課程。

四、 總結

模糊控制理論興起于20世紀80年代，現(xiàn)在已經(jīng)成長為一個前途良好的自動控制技術分支。它具有不需要被控對象精確數(shù)學模型的優(yōu)點，且控制規(guī)則可從操作工人或領域專家那里獲取，它的這種簡便性得到了控制工程界的技術人員的青睞。在地方高校，若具備足夠的師資條件、實驗條件和合適的教材或教學講義，同時把控各種不利因素，則對本科生來說是一門實用價值極高的選修課，對提高畢業(yè)生的就業(yè)競爭力有很大的幫助。

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作者簡介：龍祖強，湖南省衡陽市，衡陽師范學院；

伍小青，湖南省耒陽市，耒陽市第二中學；

許岳兵，湖南省衡陽市，衡陽師范學院；

朱亞培，湖南省衡陽市，衡陽師范學院。