matlab下模糊控制器設(shè)計(jì)步驟

1、下面將根據(jù)模糊控制器設(shè)計(jì)步驟，一步步利用Matlab工具箱設(shè)計(jì)模糊控制器。  Matlab模糊控制工具箱為模糊控制器的設(shè)計(jì)提供了一種非常便捷的途徑，通過它我們不需要進(jìn)行復(fù)雜的模糊化、模糊推理及反模糊化運(yùn)算，只需要設(shè)定相應(yīng)參數(shù)，就可以很快得到我們所需要的控制器，而且修改也非常方便。首先我們?cè)贛atlab的命令窗口（command window）中輸入fuzzy，回車就會(huì)出來這樣一個(gè)窗口。 下面我們都是在這樣一個(gè)窗口中進(jìn)行模糊控制器的設(shè)計(jì)。1確定模糊控制器結(jié)構(gòu)：即根據(jù)具體的系統(tǒng)確定輸入、輸出量。這里我們可以選取標(biāo)準(zhǔn)的二維控制結(jié)構(gòu)，即輸入為誤差e和誤差變化ec，輸出為控制量u。注

2、意這里的變量還都是精確量。相應(yīng)的模糊量為E，EC和U，我們可以選擇增加輸入(Add Variable)來實(shí)現(xiàn)雙入單出控制結(jié)構(gòu)。2輸入輸出變量的模糊化：即把輸入輸出的精確量轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)語言變量的模糊集合。首先我們要確定描述輸入輸出變量語言值的模糊子集，如NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB，并設(shè)置輸入輸出變量的論域，例如我們可以設(shè)置誤差E（此時(shí)為模糊量）、誤差變化EC、控制量U的論域均為-3，-2，-1，0，1，2，3；然后我們?yōu)槟：Z言變量選取相應(yīng)的隸屬度函數(shù)。在模糊控制工具箱中，我們?cè)贛ember Function Edit中即可完成這些步驟。首先我們打開Member Function E

3、dit窗口.然后分別對(duì)輸入輸出變量定義論域范圍，添加隸屬函數(shù)，以E為例，設(shè)置論域范圍為-3 3，添加隸屬函數(shù)的個(gè)數(shù)為7. 然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求分別對(duì)這些隸屬函數(shù)進(jìn)行修改，包括對(duì)應(yīng)的語言變量，隸屬函數(shù)類型。3模糊推理決策算法設(shè)計(jì)：即根據(jù)模糊控制規(guī)則進(jìn)行模糊推理，并決策出模糊輸出量。首先要確定模糊規(guī)則，即專家經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于我們這個(gè)二維控制結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的輸入模糊集，我們可以制定49條模糊控制規(guī)則（一般來說，這些規(guī)則都是現(xiàn)成的，很多教科書上都有），如圖。制定完之后，會(huì)形成一個(gè)模糊控制規(guī)則矩陣，然后根據(jù)模糊輸入量按照相應(yīng)的模糊推理算法完成計(jì)算，并決策出模糊輸出量。4對(duì)輸出模糊量的解模糊：模糊控制器的輸

4、出量是一個(gè)模糊集合，通過反模糊化方法判決出一個(gè)確切的精確量，凡模糊化方法很多，我們這里選取重心法。5然后Export to disk，即可得到一個(gè).fis文件，這就是你所設(shè)計(jì)的模糊控制器。下面我們檢驗(yàn)一下，看看我們的控制器到底怎么樣。以一個(gè)簡單的電機(jī)控制為例，我們?cè)赟imulink中建立了它的模糊控制系統(tǒng)如下： 在用這個(gè)控制器之前，需要用readfis指令將fuzzy1.fis加載到matlab的工作空間，比如我們用這樣的指令：myFLC=readfis（fuzzy1.fis）；就創(chuàng)建了一個(gè)叫myFLC的結(jié)構(gòu)體到工作空間，并在fuzzy logic controller中參數(shù)設(shè)為：m

5、yFLC?？梢钥吹?，在模糊控制器的輸入和輸出均有一個(gè)比例系數(shù)，我們叫它量化因子，它反映的是模糊論域范圍與實(shí)際范圍之間的比例關(guān)系，例如，模糊控制器輸入輸出的論域范圍均為-3，3，而實(shí)際誤差的范圍是-10，10，誤差變化率范圍是-100，100，控制量的范圍是-24，24，那么我們就可以算出量化因子分別為0.3，0.03，8。量化因子的選取對(duì)于模糊控制器的控制效果有很大的影響，因此要根據(jù)實(shí)際情況認(rèn)真選取哦。好，現(xiàn)在我們可以設(shè)定仿真步長，比如定步長的10ms，就可以運(yùn)行了。運(yùn)行后，產(chǎn)生這樣一個(gè)錯(cuò)誤：MinMax blocks do not accept 'boolean' signa

6、ls. The input signal(s) of block 'test_fuzzy/Fuzzy Logic  Controller/FIS Wizard/Defuzzification1/Max (COA)' must be one of the MATLAB 'uint8', 'uint16', 'uint32', 'int8', 'int16', 'int32', 'single', or 'double' data types我想很多朋友做模糊控制的時(shí)候都會(huì)遇到這個(gè)情況。沒關(guān)系，這里提供兩個(gè)解決辦法：1直接在Defuzzification1這個(gè)模塊中的那個(gè)比較環(huán)節(jié)后加入數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換模塊，將boolean轉(zhuǎn)化為double型，或者雙擊那個(gè)比較模塊，選中show additional parameters，將輸出數(shù)據(jù)類型改為specify via dialog，然后選uint(8)即可；但是在仿真之后，又會(huì)發(fā)現(xiàn)很多地方都存在這個(gè)問題，因此你不得不一個(gè)一個(gè)去修改，如果你不怕累的話。2第二個(gè)方法是最簡單的，直接在si