ВВЕДЕНИЕ

В теории управления особое внимание всегда уделялось проблеме синтеза математических моделей и алгоритмов управления при недостаточной информации об объекте управления и действующих на него полезных сигналов и помех. Этот интерес усилился в последнее время в связи с изучением слабо формализованных сложных систем и разработкой принципов и алгоритмов управления этими системами.

Опыт создания систем автоматического управления для сложных технологических объектов, в условиях большой неопределенности и неполноты знаний об объекте, нечеткости описаний показал неэффективность применения только формальных классических методов теории управления. Этим объясняется повышенный интерес к невероятностным моделям нечеткости и неопределенности, характерный для 1960 – 1970-х гг. Субъективная вероятность Севеджа, верхние и нижние вероятности Демпстера, характеризующие неопределенность в теории вероятностей, правдоподобие и доверие Шеффера и, наконец, теория нечетких множеств Заде – это неполный список направлений, ориентированных на моделирование на основе экспертных знаний и принятие решений в условиях нечеткости и неопределенности.

В последнее время наблюдается исключительно высокий интерес к одному из важнейших приложений теории нечетких множеств – анализу и синтезу нечетких регуляторов и систем управления технологическими процессами и установками. Нужно сказать, что широко применяемые традиционные ПИ- и ПИД-алгоритмы можно считать экспертными, так как были впервые построены в конце ХIХ столетия, когда теории автоматического управления еще не существовало. Отечественные публикации по этой проблематике относятся к концу 1980-х и началу 1990-х гг. Вместе с тем, за прошедшее десятилетие произошло лавинообразное увеличение числа теоретических и прикладных исследований в области нечетких регуляторов и систем управления. Об этом свидетельствуют последние конгрессы IFAC и появление новых журналов, посвященных этой проблеме.

Большое число практических применений нечетких систем управления в промышленности, транспорте и бытовых приборах отмечено в Японии, Китае, США и в европейских странах.

В последнее время уже более определенно можно говорить о сформировавшихся трех видах нечетких регуляторов: логико-лингвистических, аналитических и обучаемых. Однако информация о них не систематизирована и разбросана по многим публикациям. Цель данного курса – дать конструктивный анализ нечетких регуляторов, позволяющий специалисту свободно ориентироваться в области нечетких систем управления технологическими процессами в условиях неопределенности.