模糊控制器的MATLAB仿真

1、實(shí)驗(yàn)一模糊控制器的仿真、實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)要求利用與對(duì)給定的二階動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，確定模糊控制器的結(jié)構(gòu)，輸入和輸出語(yǔ)言變量、語(yǔ)言值及隸屬函數(shù)，模糊控制規(guī)則；比較其與常規(guī)控制器的控制效果；研究改變模糊控制器參數(shù)時(shí)，系統(tǒng)響應(yīng)的變化情況；掌握用實(shí)現(xiàn)模糊控制系統(tǒng)仿真的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理模糊控制器它包含有模糊化接口、知識(shí)庫(kù)（規(guī)則庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)）、模糊推理機(jī)、解模糊接口等部分。輸人變量是過(guò)程實(shí)測(cè)變量與系統(tǒng)設(shè)定值之差值。輸出變量是系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制修正變量。模糊控制的核心部分是包含語(yǔ)言規(guī)則的規(guī)則庫(kù)和模糊推理機(jī)。而模糊推理就是一種模糊變換，它將輸入變量模糊集變換為輸出變量的模糊集，實(shí)現(xiàn)論域的轉(zhuǎn)換。工程上為了便于微機(jī)實(shí)現(xiàn)，通常采用

2、“或”運(yùn)算處理這種較為簡(jiǎn)單的推理方法。推理方法是一種廣泛采用的方法。它包含三個(gè)過(guò)程：隸屬度聚集、規(guī)則激活和輸出總合。模糊控制器的組成框圖如圖所示。圖模糊控制器的組成框圖三、模糊推理系統(tǒng)的建立一個(gè)模糊推理系統(tǒng)的建立分為三個(gè)步驟：首先，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊化；其次，建立規(guī)則控制表；最后，輸出信息的模糊判決，即對(duì)模糊量進(jìn)行反模糊化，得到精確輸出量。模糊推理系統(tǒng)的建立，往往是設(shè)計(jì)一個(gè)模糊控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。建立一個(gè)模糊推理系統(tǒng)有兩類方法：一種是利用建立模糊推理系統(tǒng)；另一種是利用命令建立。下面根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，利用建立模糊推理系統(tǒng)。例：對(duì)循環(huán)流化床鍋爐床溫，對(duì)象模型為采用圖庫(kù)，實(shí)現(xiàn)常規(guī)和模糊自整定模糊自整定為輸入

3、輸出的模糊控制器。i進(jìn)入編輯器在的命令窗口中鍵入即可打開編輯器，其界面如下圖所示。此時(shí)編輯器里面還沒(méi)有系統(tǒng)，其文件名為，且被默認(rèn)為型系統(tǒng)。默認(rèn)的有一個(gè)輸入，一個(gè)輸出，還有中間的規(guī)則處理器。在編輯器界面上需要做一下幾步工作。首先，模糊自整定為輸入輸出的模糊控制器，因此需要增加一個(gè)輸入兩個(gè)輸出,進(jìn)行的操作為：選擇菜單下的菜單項(xiàng)。如下圖。選項(xiàng)區(qū)域其次，給輸入輸出變量命名。單擊各個(gè)輸入和輸出框，在文本框中修改變量名。如下圖最后，保存系統(tǒng)。單擊菜單，選擇下的項(xiàng)。這里將創(chuàng)建的系統(tǒng)命名為2、進(jìn)入隸屬度函數(shù)編輯器在編輯器中雙擊輸入或輸出變量的圖框就能進(jìn)入隸屬度函數(shù)編輯器。在隸屬度函數(shù)編輯器中，需要對(duì)各個(gè)變量的

4、論域范圍、隸屬度函數(shù)進(jìn)行編輯。該模糊控制器是以和為輸入語(yǔ)言變量，、為輸出語(yǔ)言變量，其各語(yǔ)言變量的論域如下：TOC o 1-5 h z誤差絕對(duì)值：，6；誤差變化率絕對(duì)值：，24；輸出：，；輸出：，；輸出：，36；如圖是編輯完成后的隸屬度函數(shù)編輯器的U圖中顯示的為對(duì)應(yīng)邊變量的隸屬度函數(shù)。、進(jìn)入規(guī)則編輯器雙擊編輯器圖標(biāo)部分中間的方框即可打開規(guī)則編輯器。()語(yǔ)言變量值域的選?。狠斎胝Z(yǔ)言變量和的值域取值“大”、“中”“小”和“零”種；輸出語(yǔ)言變量、的值域取值為“很大”、“大”、“中”、“小”種。()規(guī)則的制定：根據(jù)參數(shù)整定原則及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，可列出輸出變量、的控制規(guī)則表。f表1參數(shù)Kp的整走規(guī)則中BMSZB

5、BMBBMVBBVBVBSVBBVBBZVBBBgf表2參數(shù)Ki的整定規(guī)則中BSZBSMBVEMSMVBVBSSVBVBZSSVBVBf表丁參數(shù)Kd的整定規(guī)則4BMSZBSSsSMMMMMSMMMMZVBVBVBVB添加完成后的規(guī)則編輯器如下圖所示。、保存結(jié)構(gòu)對(duì)于建好的結(jié)構(gòu)，利用采單下的的子采單，將結(jié)構(gòu)保存到磁盤上。到此，利用的工具建立了模糊控制器。可用工具查看該推理系統(tǒng)，在菜單中選擇命令，可打開規(guī)則觀測(cè)器，查看模糊推理規(guī)則。如下圖RuleVie:PID_auott同IXIFileEditVi&wOptionski=0.00282-Uec=3kp=DE斗5kd=6.03Input:53Plot

6、points:101Move:leftrighrt日口Op已門已dsyst已rnPID_auct,16rulesHelpCloseI菜單中選擇命令，可打開曲面觀測(cè)器，查看模糊推理輸出特性曲面。之后，在環(huán)境下，構(gòu)建模糊自整定和常規(guī)控制系統(tǒng)。在的命令窗口直接鍵入“”并回車，即可運(yùn)行。運(yùn)行后顯示如下圖所示的CoBBonlyUsedBLocIesZeinulitJ-:/CcmniuTLlyUseiReaiiyLunt1Discontn.uitiesLockupliblesb1TL：jJ-區(qū)ttrlbuteeCDTitinucnisHizcontiiLuiti已三Hieci-eteLogic:eltliIEitOperatioilsLa:kupTabLesCorTimurilyUzedE；1ncksMijdelVer1fication令窗口直接鍵入“”并回車，即可運(yùn)行。運(yùn)行后顯示如下圖所示的令窗口直接鍵入“”并回車，即可運(yùn)行。運(yùn)行后顯示如下圖所示的然后單擊工具條左邊建立新模型的快捷方式，如下圖DIS資11O.0jfforma：Ready100%uile45cXFi1eEditViewSiTnil：ationFcirmatTooleHelp令窗口直接鍵入“”并回車，即可運(yùn)行。運(yùn)行后顯示如下圖所示的令窗口直接鍵入“”并回車，即可運(yùn)行。運(yùn)行后顯示如下圖所示的在模型窗口中用戶便可以