利用模糊數學的基本思想和理論的控制方法。在傳統(tǒng)的控制領域里，控制系統(tǒng)動態(tài)模式的精確與否是影響控制優(yōu)劣的最主要關鍵。系統(tǒng)動態(tài)的信息越詳細，則越能達到精確控制的目的。然而，對于復雜的系統(tǒng)，由于變量太多，往往難以正確的描述系統(tǒng)的動態(tài)，于是工程師便利用各種方法來簡化系統(tǒng)動態(tài)，以達成控制的目的，但卻不盡理想。換言之，傳統(tǒng)的控制理論對于明確系統(tǒng)有強而有力的控制能力，但對于過于復雜或難以精確描述的系統(tǒng)，則顯得無能為力了。因此便嘗試著以模糊數學來處理這些控制問題。為了實現對直線電機運動的高精度控制，系統(tǒng)采用全閉環(huán)的控制策略，但在系統(tǒng)的速度環(huán)控制中，因為負載直接作用在電機而產生的擾動，如果僅采用 PID 控制，則很難滿足系統(tǒng)的快速響應需求。

由于模糊控制技術具有適用范圍廣、對時變負載具有一定的魯棒性的特點，而直線電機伺服控制系統(tǒng)又是一種要求要具有快速響應性并能夠在極短時間內實現動態(tài)調節(jié)的系統(tǒng)，所以本文考慮在速度環(huán)設計了PID模糊控制器，利用模糊控制器對電機的速度進行控制，并同電流環(huán)和位置環(huán)的經典控制策略一起來實現對直線電機的精確控制。模糊控制器包括四部分：(1)模糊化。主要作用是選定模糊控制器的輸入量，并將其轉換為系統(tǒng)可識別的模糊量，具體包含以下三步：

第一，對輸入量進行滿足模糊控制需求的處理;

第二，對輸入量進行尺度變換;第三，確定各輸入量的模糊語言取值和相應的隸屬度函數。(2)規(guī)則庫。根據人類專家的經驗建立模糊規(guī)則庫。模糊規(guī)則庫包含眾多控制規(guī)則，是從實際控制經驗過渡到模糊控制器的關鍵步驟。(3)模糊推理。主要實現基于知識的推理決策。(4)解模糊。主要作用是將推理得到的控制量轉化為控制輸出。3.2 速度環(huán)模糊控制器設計首先，將速度誤差E和偏差變化率 ΔE都進行模糊量化處理，將量化后的數據作為模糊控制器的兩個輸入;然后，根據模糊規(guī)則進行模糊推理，并將推理后的模糊值解模糊化后再乘以比例因子轉換為ΔKp、ΔKi、ΔKd;

第三，將步驟2得到的值與原值做加運算得到最新的一組 PID 值;最后，根據新的PID值求得控制程度u (t)，完成控制任務。一般控制系統(tǒng)的架構包含了五個主要部分，即:定義變量、模糊化、知識庫、邏輯判斷及反模糊化，下文將對每一部分做簡單的說明：

定義變量也就是決定程序被觀察的狀況及考慮控制的動作，例如在一般控制問題上，輸入變量有輸出誤差E與輸出誤差變化率EC，而模糊控制還將控制變量作為下一個狀態(tài)的輸入U。其中E、EC、U統(tǒng)稱為模糊變量。

模糊化將輸入值以適當的比例轉換到論域的數值，利用口語化變量來描述測量物理量的過程，根據適合的語言值(linguistic value)求該值相對的隸屬度，此口語化變量稱為模糊子集合(fuzzy subsets)。

知識庫包括數據庫(data base)與規(guī)則庫(rule base)兩部分，其中數據庫提供處理模糊數據的相關定義;而規(guī)則庫則藉由一群語言控制規(guī)則描述控制目標和策略。

邏輯判斷模仿人類下判斷時的模糊概念，運用模糊邏輯和模糊推論法進行推論，得到模糊控制訊號。該部分是模糊控制器的精髓所在。

解模糊化解模糊化(defuzzify)：將推論所得到的模糊值轉換為明確的控制訊號，做為系統(tǒng)的輸入值。