目前模糊控制已取得了很多成功应用,但是模糊控制理论研究还期待着坚实的、奠基性的内容,以解决模糊系统的性能分析、设计方法等一系列问题,从而建立一套严格的、系统的模糊控制理论。另外,模糊控制和传统PID 控制性能孰优孰劣也是一直充满着争议。虽然,大量研究表明“模糊控制器可提供优于传统线性控制器的控制性能”,然而,如何设计模糊控制器,使其控制性能优于传统线性控制器,不仅是模糊控制器研究中的一个重大问题, 也是实际应用中亟待解决的难点问题。针对这一问题,Hu等建议采用模糊控制器的“保守设计准则”,该准则要求“任一模糊PID控制器应该能够实现通过参数调整产生线性输入输出关系”。符合这一准则的系统可以称为“确保P工D性能的模糊系统(GUaranteed —PID—PerformanCe FUZzy SyStem)”,或GPP系统,这一设计准则的建立, 在理论与应用方面具有重要意义,它导致模糊控制器理论可以引用并借鉴传统控制理论中大量的定理和准则作为其控制器的性能指标下限分析,使模糊控制技术可以坚实地立于传统控制技术基础之上。本文依据这个准则,深入分析研究线性PID控制器和线性模糊控制器的机理,初步完成了以下任务,并提出了一种GPP模糊系统的设计方法: 1.用模糊控制器实现线性控制算法问题。2.提出了线性模糊控制器的设计方法及实现。3.完成了GPP模糊控制器的设计过程,并将GPP模糊控制器与传统PID 控制器的性能进行了比较,给出了仿真实验及软硬件实现。结果表明,模糊控制器完全可以按GPP设计,然后通过规则调整,使其性能优于线性最优控制器。