1、模糊控制的基本原理
模糊控制是以模糊集理論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎的一種智能控制方法，它是從行為上模仿人的模糊推理和決策過程的一種智能控制方法。該方法首先將操作人員或專家經驗編成模糊規則，然后將來自傳感器的實時信號模糊化，將模糊化后的信號作為模糊規則的輸入，完成模糊推理，將推理后得到的輸出量加到執行器上。
2、模糊控制器
模糊控制器（Fuzzy Controller—FC）：也稱為模糊邏輯控制器（Fuzzy Logic Controller—FLC）,由於所采用的模糊控制規則是由模糊理論中模糊條件語句來描述的，因此模糊控制器是一種語言型控制器，故也稱為模糊語言控制器（Fuzzy Language Controller—FLC）。
（1）模糊化接口（Fuzzy interface）
模糊控制器的輸入必須通過模糊化才能用於控制輸出的求解，因此它實際上是模糊控制器的輸入接口。它的主要作用是將真實的確定量輸入轉換為一個模糊矢量。
（2）知識庫（Knowledge Base—KB）
知識庫由數據庫和規則庫兩部分構成。
①數據庫（Data Base—DB） 數據庫所存放的是所有輸入、輸出變量的全部模糊子集的隸屬度矢量值（即經過論域等級離散化以后對應值的集合），若論域為連續域則為隸屬度函數。在規則推理的模糊關系方程求解過程中，向推理機提供數據。
②規則庫（Rule Base—RB） 模糊控制器的規則司基於專家知識或手動操作人員長期積累的經驗，它是按人的直覺推理的一種語言表示形式。模糊規則通常有一系列的關系詞連接而成，如if-then、else、also、end、or等，關系詞必須經過“翻譯”才能將模糊規則數值化。最常用的關系詞為if-then、also，對於多變量模糊控制系統，還有and等。
（3）推理與解模糊接口（Inference and Defuzzy-interface）
推理是模糊控制器中，根據輸入模糊量，由模糊控制規則完成模糊推理來求解模糊關系方程，並獲得模糊控制量的功能部分。在模糊控制中，考慮到推理時間，通常采用運算較簡單的推理方法。最基本的有Zadeh近似推理，它包含有正向推理和逆向推理兩類。正向推理常被用於模糊控制中，而逆向推理一般用於知識工程學領域的專家系統中。推理結果的獲得，表示模糊控制的規則推理功能已經完成。但是，至此所獲得的結果仍是一個模糊矢量，不能直接用來作為控制量，還必須作一次轉換，求得清晰的控制量輸出，即為解模糊。通常把輸出端具有轉換功能作用的部分稱為解模糊接口。
3、模糊控制系統的工作原理（實例）
以水位的模糊控制為例，如圖4-4所示。設有一個水箱，通過調節閥可向內注水和向外抽水。設計一個模糊控制器，通過調節閥門將水位穩定在固定點附近。按照日常的操作經驗，可以得到基本的控制規則：
“若水位高於O點，則向外排水，差值越大，排水越快”；
“若水位低於O點，則向內注水，差值越大，注水越快”。
根據上述經驗，按下列步驟設計模糊控制器：
1）確定觀測量和控制量
定義理想液位O點的水位為h0，實際測得的水位高度為h，選擇液位差：
將當前水位對於O點的偏差e作為觀測量。
2）輸入量和輸出量的模糊化
將偏差e分為五個模糊集：負大（NB），負小（NS），零（O），正小（PS），正大（PB）。根據偏差e的變化范圍分為七個等級：-3，-2，-1，0，+1，+2，+3。得到水位變化模糊表4-1。
控制量u為調節閥門開度的變化。將其分為五個模糊集：負大（NB），負小（NS），零（ZO），正小（PS），正大（PB）。並將u的變化范圍分為九個等級：-4，-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4。得到控制量模糊划分表4-2。
3）模糊規則的描述
根據日常的經驗，設計以下模糊規則：
（1）“若e負大，則u負大”
（2）“若e負小，則u負小”
（3）“若e為0，則u為0”
（4）“若e正小，則u正小”
（5）“若e正大，則u正大”
其中，排水時，u為負，注水時，u為正。
上述規則采用“IF A THEN B”形式來描述：
（1） if e=NB then u=NB
（2） if e=NS then u=NS
（3） if e=0 then u=0
（4） if e=PS then u=PS
（5） if e=PB then u=PB
根據上述經驗規則，可得模糊控制表4-3。
4）求模糊關系
模糊控制規則是一個多條語句，它可以表示為U×V上的模糊子集，即模糊關系R：
其中規則內的模糊集運算取交集，規則間的模糊集運算取並集。
5）模糊決策
模糊控制器的輸出為誤差向量和模糊關系的合成：
當誤差e為NB時，e=[1,0.5,0,0,0,0,0]控制器輸出為:
6、控制量的反模糊化
由模糊決策可知，當誤差為負大時，實際液位遠高於理想液位，e=NB，控制器的輸出為一模糊向量，可表示為：
如果按照“隸屬度最大原則”進行反模糊化，則選擇控制量為 u=-4，即閥門的開度應關大一些，減少進水量。