基本介紹
- 中文名：邏輯控制
- 外文名：Logical Control
- 學科：數學、自動化、計算機
- 關係：布爾代數
- 目的：模擬人類思維規律的控制規則
- 套用：控制系統、電子設備
簡介,基本邏輯關係,控制系統,基本型邏輯控制,
簡介
邏輯控制的基本形式產生於對控制器運行機理的分析 ,獲得的控制規則可用泛布爾代數邏輯地描述。 系統的穩定性可用偏差—— 偏差變化圖上的九點構成的語言軌跡來分析。 邏輯控制、傳統控制與模糊控制三者的區別是: 傳統控制理論是依據微分方程實現自動控制 ;模糊控制和邏輯控制都是依據概念控制 ,它們之間的差別在於: 模糊控制是按照 L . A 查德提出的模糊集理論及相應的定義運算進行的 ;邏輯控制是按照泛布爾代數所服從的規律進行的。 模糊集的補余律不成立 ,泛布爾代數的補余律成立;非的運算在兩個體系中的定義也是不同的。 邏輯控制與帶修正因子的模糊控制的差別在於: 一種用數學解析式來表示控制規則或輸出回響 ,而另一種用泛布爾代數表達式來表示符合人類思維規律的控制規則或輸出回響。
基本邏輯關係
邏輯與的關係
邏輯“與”可以用兩個互相串聯的開關對一盞燈供電的效果來比擬。比如有甲乙兩人對某事發表意見，可以用這個最簡單的表決電路。每人前面有個開關，兩開關串聯之後接到一盞燈上，只有兩人都把開關置於通的狀態，燈才會亮。燈亮就表明甲乙兩人都一致同意。見圖1，通常浴室和廚房共用一個熱水器，無論[洗澡]“或”[洗碗]都能使熱水器供應熱水，從這兩個閥門看，這就是邏輯“或”的關係。兩個條件中任何一個成立就能得到熱水，不一定要都具備。
邏輯或的關係
邏輯“或”的關係也可以用電路比擬，就是兩個開關並聯給同一盞燈供電的效果。如若把甲乙兩人面前的開關並聯起來，只要有任何一個人把開關置於通的狀態，燈就會亮。亮就表明甲乙之中至少有一人同意（也許兩人都同意）。如圖1。
邏輯非的關係
此外，還有邏輯“非”的關係，那就是否定的意思。只要把某個條件的定義反過來就成了“非”的意思。例如[沒滅火]就是“非”[滅火]。那么，[停水]也就是“非”[沒停水]。對電路來說，開關的[通]及[斷]顛倒過來，就成了“非”的關係。在自然界中這種二值邏輯是普遍存在的。
控制系統
邏輯控制的基本形式產生於對控制器運行機理的分析 ,獲得的控制規則可用泛布爾代數邏輯地描述。邏輯控制是按照泛布爾代數所服從的規律進行的。
控制系統是指由控制主體、控制客體和控制媒體組成的具有自身目標和功能的管理系統。
控制系統意味著通過它可以按照所希望的方式保持和改變機器、機構或其他設備內任何感興趣或可變的量。控制系統同時是為了使被控制對象達到預定的理想狀態而實施的。控制系統使被控制對象趨於某種需要的穩定狀態。
控制系統有幾種分類方法
1、按控制原理的不同，自動控制系統分為開環控制系統和閉環控制系統。
在開環控制系統中，系統輸出只受輸入的控制，控制精度和抑制干擾的特性都比較差。開環控制系統中，基於按時序進行邏輯控制的稱為順序控制系統；由順序控制裝置、檢測元件、執行機構和被控工業對象所組成。主要套用於機械、化工、物料裝卸運輸等過程的控制以及機械手和生產自動線。
閉環控制系統是建立在反饋原理基礎之上的，利用輸出量同期望值的偏差對系統進行控制，可獲得比較好的控制性能。閉環控制系統又稱反饋控制系統。
2、按給定信號分類，自動控制系統可分為恆值控制系統、隨動控制系統和程式控制系統。
給定值不變，要求系統輸出量以一定的精度接近給定希望值的系統。如生產過程中的溫度、壓力、流量、液位高度、電動機轉速等自動控制系統屬於恆值系統。
給定值按未知時間函式變化，要求輸出跟隨給定值的變化。如跟隨衛星的雷達天線系統。
給定值按一定時間函式變化。如程控工具機。
基本型邏輯控制
邏輯控制的類型有很多，如模糊邏輯控制，基本型邏輯控制，組合邏輯控制。這裡簡單介紹基本型邏輯控制。
基本型邏輯控制產生於對經典控制理論中單迴路控制系統的控制器運行機理的分析 ,它是基於泛布爾代數的控制 ,是根據系統被控參數的偏差及偏差變化進行控制的二維邏輯控制。基於泛布爾代數的控制源於模糊控制 ,它根據人的控制經驗、直覺思考得出描述系統的邏輯關係 ,然後將這一思維過程抽象出來 ,採用符號將系統的輸入變數和影響因素根據生產經驗進行狀態分類 ,以泛布爾代數理論為依據 ,得出描述系統的一組邏輯表達式。再利用泛邏輯圖或泛布爾代數的公式法對邏輯表達式進行化簡 ,得到系統簡化了的、一組因果關係明確、邏輯意義明顯的邏輯控制規則。它可以處理許多工業生產中的控制問題 ,特別是多變數多影響因素、系統的數學模型難以確定的系統。根據偏差與偏差變化的 9種情況 ,構成在期望值附近隨系統輸出變化的 5種控制規則 ,組成基本型邏輯控制器。其本質就是模仿人的思維和巨觀上的行為功能 ,原理框圖如圖。
基本型邏輯控制的基本思想就是在控制過程中 ,利用計算機模擬人的邏輯思維、模仿人的控制行為 ,儘可能地識別控制系統的動態特性所提供的特徵信息 ,經過推理 ,線上確定或變換控制策略 ,從而對缺乏數學模型的對象進行有效地控制。為了更好地模擬人的邏輯思維、模仿人的控制行為 ,並能運用計算機技術實現邏輯控制 ,必須尋求更多的變數來描述控制系統的動態特徵。
