水箱水位模糊控制系統(tǒng)仿真作業(yè)

...wd......wd......wd...水箱水位模糊控制系統(tǒng)仿真建模摘要水位控制系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域上都有廣泛應(yīng)用，雖然其構(gòu)造簡(jiǎn)單但由于控制過(guò)程具有多變量，大滯后，時(shí)變性等特點(diǎn)，且在控制過(guò)程中系統(tǒng)會(huì)受到各種不確定因素的影響，難于建設(shè)準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。雖然自適應(yīng)、自校正控制理論可以對(duì)缺乏數(shù)學(xué)模型的被控對(duì)象進(jìn)展識(shí)別，但這種遞推法復(fù)雜，實(shí)時(shí)性差。近年來(lái)模糊控制在許多控制應(yīng)用中都取得了成功，模糊控制應(yīng)用于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不需要知道被控對(duì)象準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，對(duì)于許多無(wú)法建設(shè)準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜系統(tǒng)能獲得較好的控制效果，同時(shí)又能簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因此，在水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)中，模糊控制就成為較好的選擇。本文主要論述了應(yīng)用模糊控制理論控制水箱水位系統(tǒng)，首先詳盡的介紹了模糊控制理論的相關(guān)知識(shí)，在此根基上提出了用模糊理論實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱水位進(jìn)展控制的方案，建設(shè)了簡(jiǎn)單的基于水箱水位的模糊控制器數(shù)學(xué)模型。本試驗(yàn)系統(tǒng)還充分利用了MATLAB的模糊邏輯工具箱和SIMULINK相結(jié)合的功能，首先在模糊邏輯工具箱中建設(shè)模糊推理系統(tǒng)FIS作為參數(shù)傳遞給模糊控制仿真模塊，然后結(jié)合圖形化的仿真和建模工具，再通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真模擬出實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行情況。通過(guò)試驗(yàn)?zāi)M，證明了其可行性。關(guān)鍵詞：水位控制；模糊控制；MATLAB；Simulink1緒論1.1水箱水位系統(tǒng)概述在能源、化工等多個(gè)領(lǐng)域中普遍存在著各類(lèi)液位控制系統(tǒng)液。各種控制方式在液位控制系統(tǒng)中也層出不窮，如較常用的浮子式、磁電式和接近開(kāi)關(guān)式。而隨著我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，規(guī)模的擴(kuò)大，在工程中液位控制的計(jì)算機(jī)控制得到越來(lái)越多的應(yīng)用。液位控制系統(tǒng)的檢測(cè)及計(jì)算機(jī)控制已成為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的一個(gè)重要方面。經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論的控制效果很大一局部取決于描述被控過(guò)程準(zhǔn)確模型的好壞，這使得基于準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型的常規(guī)控制器難以取得理想的控制效果。但是一些熟練的操作工人、領(lǐng)域?qū)＜覅s可以得心應(yīng)手的進(jìn)展手工控制。因此基于知識(shí)規(guī)那么的模糊控控制理論在其應(yīng)用中就有了理論和現(xiàn)實(shí)意義1.2模糊控制理論簡(jiǎn)介1.2.1模糊控制理論的產(chǎn)生、開(kāi)展及現(xiàn)狀目前，模糊理論及其應(yīng)用愈來(lái)愈受到人們的歡迎，在學(xué)術(shù)界也受到不同專(zhuān)業(yè)研究工作者的重視，在化工、機(jī)械、冶金、工業(yè)爐窯、水處理、食品生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。究其原因，主要在于模糊邏輯本身提供了一種基于專(zhuān)家知識(shí)〔或稱(chēng)為規(guī)那么〕甚至語(yǔ)義描述的不確定性推理方法?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)不要求知道被控對(duì)象的準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型，只需要提供專(zhuān)家或現(xiàn)場(chǎng)操作人員的經(jīng)歷知識(shí)及操作數(shù)據(jù)，因而對(duì)于許多無(wú)法建設(shè)準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜系統(tǒng)能獲得較好的控制效果，同時(shí)又能簡(jiǎn)化系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)。充分顯示了其對(duì)大規(guī)模系統(tǒng)、多目標(biāo)系統(tǒng)、非線(xiàn)性系統(tǒng)以及具有構(gòu)造不確定性的系統(tǒng)進(jìn)展有效控制的能力。近年來(lái)，模糊控制已滲透到家用電器領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在已有模糊電飯煲、模糊洗衣機(jī)、模糊微波爐、模糊空調(diào)機(jī)等在市場(chǎng)上出現(xiàn)。1.2.2模糊控制理論運(yùn)用于水箱水位系統(tǒng)控制的意義采用傳統(tǒng)的控制方法對(duì)鍋爐實(shí)施控制時(shí)存在以下一些難以抑制的困難：在一些應(yīng)用中系統(tǒng)存在嚴(yán)重耦合，如在密封容器中水與氣體的耦合。由環(huán)境溫度的不斷變化給系統(tǒng)帶來(lái)的不確定性。對(duì)于多級(jí)復(fù)雜的水箱水位控制系統(tǒng)存在時(shí)間滯后，包括測(cè)量帶滯后、過(guò)程延遲和傳輸時(shí)滯等。在一些工作環(huán)境惡劣的條件下，在測(cè)量信號(hào)中存在大量噪聲。一些工作環(huán)境經(jīng)常變化和應(yīng)用廣泛的設(shè)備的水位控制系統(tǒng)其運(yùn)行參數(shù)的設(shè)定值需要經(jīng)常變化。模糊控制理論以其非線(xiàn)性控制、高穩(wěn)定性、較好的“魯棒性〞、對(duì)過(guò)程參數(shù)改變不靈敏、參數(shù)自調(diào)整功能等眾多經(jīng)典ＰＩＤ控制所不具備的特點(diǎn)能很好的抑制以上所列的困難。1.3本文的主要任務(wù)及內(nèi)容安排本文以簡(jiǎn)單的一級(jí)水箱水位控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，來(lái)嘗試模糊控制理論在自動(dòng)控制中的應(yīng)用，模糊控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它的硬件局部和一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一樣，一般由單片機(jī)或微機(jī)及相關(guān)的外圍電路、板卡或工控模塊等組成，所不同的只是在軟件設(shè)計(jì)上。本文主要是探討模糊控制理論的一種典型應(yīng)用，其生成的實(shí)物并沒(méi)有直接的應(yīng)用的價(jià)值，因此不值得浪費(fèi)經(jīng)費(fèi)去形成成品，而利用了當(dāng)前流行的仿真軟件MATLAB/SIMULINK，進(jìn)展仿真建模生成軟件模型進(jìn)展仿真調(diào)試，以期到達(dá)掌握參數(shù)，控制精度，動(dòng)態(tài)特性等指標(biāo)的比較結(jié)果的目的。根據(jù)這些任務(wù)，本文主要進(jìn)展了以下幾個(gè)方面的工作：對(duì)模糊理論相關(guān)知識(shí)進(jìn)展理論學(xué)習(xí)。結(jié)合一級(jí)水箱水位系統(tǒng)進(jìn)展模糊控制器的設(shè)計(jì)利用MATLAB/SIMULINK軟件對(duì)水箱水位系統(tǒng)進(jìn)展仿真建模。進(jìn)展調(diào)試對(duì)本文的工作進(jìn)展總結(jié)，得出結(jié)論并對(duì)本文涉及的內(nèi)容作出進(jìn)一步的展望。2水箱水位模糊控制器的建設(shè)本章利用模糊數(shù)學(xué)工具及模糊控制理論知識(shí)，建設(shè)一個(gè)水箱水位模糊控制器，水位模糊控制器可以設(shè)計(jì)為二維控制器，即輸入量是水位誤差和誤差變化率，輸出量是閥門(mén)控制量，但由于過(guò)程計(jì)算量大，計(jì)算復(fù)雜所以此章僅采用一維系統(tǒng)，即單輸入——單輸出統(tǒng)，較復(fù)雜的二維系統(tǒng)將在下一章里利用MUTLAB軟件構(gòu)建，并仿真。圖3—1為水位模糊控制系統(tǒng)的基本構(gòu)造。MM模糊控制器反響壓力傳感器控制量設(shè)定圖3—1水位模糊控制系統(tǒng)2.1輸入輸出語(yǔ)言變量語(yǔ)言值的選取及其賦值表我們選取誤差語(yǔ)言變量、控制語(yǔ)言變量的語(yǔ)言值為5個(gè)，即{PL，PS，O，NS，NL}。設(shè)誤差、控制量語(yǔ)言變量的論域分別為X、Y，量化等級(jí)都為9個(gè)。有X=Y={-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4}圖3—2給出了輸入、輸出語(yǔ)言變量的隸屬函數(shù)。表3-1給出了語(yǔ)言變量的賦值表-5-4-3-2-1-5-4-31μN(yùn)L(x)μN(yùn)L(y)μN(yùn)S(x)μN(yùn)S(y)μO(píng)(x)μO(píng)(y)μPS(x)μPS(y)μPL(x)μPL(y)量化等級(jí)隸屬度語(yǔ)言值-4-3-2-101234PLPSONSNL000010000.50.500010000.50.500010000.50.500010000.50.500010000表3—1輸入輸出語(yǔ)言變量賦值表2.2控制規(guī)那么描述總結(jié)人的控制水位策略，設(shè)計(jì)水位控制器包括5條規(guī)那么如下：R1:ifE=NLthenU=PLR2:ifE=NSthenU=PSR3:ifE=OthenU=OR4:ifE=PSthenU=NSR5:ifE=PLthenU=NL2.3水位控制模糊關(guān)系矩陣首先，求每條規(guī)那么所描述的模糊關(guān)系Ri，然后，再求描述水位控制系統(tǒng)的總的模糊控制關(guān)系R，即。3.4模糊推理3.4.1輸入量模糊化假設(shè)實(shí)際水位誤差量化后等級(jí)分別為-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4，然后對(duì)這些量化等級(jí)進(jìn)展模糊化。規(guī)定等級(jí)-4、-2、0、2、4模糊化后的模糊集合分別為：NL、NS、O、PS、PL。而-3屬于模糊集合NL、NS的隸屬度都等于0.5，-1屬于模糊集合NS、O的隸屬度也等于0.5，1屬于模糊集合O、PS的隸屬度都等于0.5，3屬于模糊集合PS、PL的隸屬度也等于0.5。因此：〔1〕當(dāng)輸入誤差量化等級(jí)為-3時(shí)，其輸出控制量的模糊集合相應(yīng)于輸出論域元素的隸屬度，應(yīng)為當(dāng)輸入為NL、NS〔或量化等級(jí)為-4、-2〕時(shí)輸出控制量集合相應(yīng)于輸出論域元素的隸屬度和的一半?；蛘哒J(rèn)為：當(dāng)輸入誤差量化等級(jí)為-3時(shí)，其輸出控制量的準(zhǔn)確值，為當(dāng)輸入為NL、NS〔或量化等級(jí)為-4、-2〕時(shí)輸出控制量準(zhǔn)確值的一半?！?〕當(dāng)輸入誤差量化等級(jí)為-1時(shí)，其輸出控制量的模糊集合相應(yīng)于輸出論域元素的隸屬度，應(yīng)為當(dāng)輸入為NS、O〔或量化等級(jí)為-2、0〕時(shí)輸出控制量集合相應(yīng)于輸出論域元素的隸屬度和的一半。或者認(rèn)為：當(dāng)輸入誤差量化等級(jí)為-1時(shí)，其輸出控制量的準(zhǔn)確值，為當(dāng)輸入為NS、O〔或量化等級(jí)為-2、0〕時(shí)輸出控制量準(zhǔn)確值的一半?！?〕當(dāng)輸入誤差量化等級(jí)為1時(shí)，其輸出控制量的模糊集合相應(yīng)于輸出論域元素的隸屬度，應(yīng)為當(dāng)輸入為O、PS〔或量化等級(jí)為0、2〕時(shí)輸出控制量集合相應(yīng)于輸出論域元素的隸屬度和的一半?；蛘哒J(rèn)為：當(dāng)輸入誤差量化等級(jí)為-3時(shí)，其輸出控制量的準(zhǔn)確值，為當(dāng)輸入為O、PS〔或量化等級(jí)為0、2〕時(shí)輸出控制量準(zhǔn)確值的一半?！?〕當(dāng)輸入誤差量化等級(jí)為3時(shí)，其輸出控制量的模糊集合相應(yīng)于輸出論域元素的隸屬度，應(yīng)為當(dāng)輸入為PS、PL〔或量化等級(jí)為2、-4〕時(shí)輸出控制量集合相應(yīng)于輸出論域元素的隸屬度和的一半?；蛘哒J(rèn)為：當(dāng)輸入誤差量化等級(jí)為-3時(shí)，其輸出控制量的準(zhǔn)確值，為當(dāng)輸入為PS、PL〔或量化等級(jí)為2、4〕時(shí)輸出控制量準(zhǔn)確值的一半。3.4.2模糊推理對(duì)上述量化等級(jí)-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4模糊化后對(duì)應(yīng)的模糊集合，分別進(jìn)展模糊推理，得到的輸出模糊集合分別為U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9。計(jì)算如下3.5模糊判決對(duì)上述輸出模糊集合U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9進(jìn)展模糊判決，得到控制量的準(zhǔn)確值，乘以比例因子才能施加給被控對(duì)象。這里采用最大隸屬度法分別對(duì)輸出模糊集合U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9進(jìn)展模糊判決。由于U2、U4、U6、U8中各有兩個(gè)論域元素的隸屬度最大且相等，所以對(duì)它們?nèi)∽畲箅`屬度對(duì)應(yīng)元素的平均值作為判決結(jié)果。對(duì)所有輸出模糊集合判決結(jié)果如下：u1=4、u2=3、u3=2、u4=1、u5=0、u6=-1、u7=-2、u8=-3、u9=-43.6水位模糊控制查詢(xún)表將上述模糊控制器輸入量化等級(jí)與其輸出準(zhǔn)確值相對(duì)應(yīng)，得到下面的模糊控制查詢(xún)表〔表3—2〕：e(xi)-4-3-2-101234u(zk)43210-1-2-3-4表3—2水位模糊控制查詢(xún)表4利用MATLAB對(duì)水箱水位系統(tǒng)進(jìn)展仿真建模仿真的基本思想是利用物理或數(shù)學(xué)的模型來(lái)類(lèi)比模仿現(xiàn)實(shí)過(guò)程，尋求規(guī)律。它的既相互是相似現(xiàn)象。計(jì)算機(jī)仿真也稱(chēng)為計(jì)算機(jī)模擬，就是利用計(jì)算機(jī)對(duì)所研究的構(gòu)造、功能和行為以及參與控制系統(tǒng)的主控者——人的思維過(guò)程和行為，進(jìn)展動(dòng)態(tài)的比較和模仿，利用建設(shè)的仿真模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展研究和分析，并可將系統(tǒng)過(guò)程演示出來(lái)。在這章里我們要用MALAB軟件來(lái)對(duì)水箱水位模糊控制系統(tǒng)進(jìn)展仿真建模試驗(yàn)，基本分為三步，第一步利用此軟件所提供的模糊邏輯工具箱建設(shè)水箱水位模糊控推理系統(tǒng)，第二步利用Smulink工具箱對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)展設(shè)計(jì)與仿真，第三部對(duì)傳統(tǒng)的PID控制與模糊控制進(jìn)展比較。4.1水箱水位模糊推理系統(tǒng)〔FIS〕的建設(shè)水箱水位控制，如圖4—1圖4—1水箱水位控制通過(guò)控制進(jìn)水閥使得水箱水位保持在一定水平上。我們通常取水位誤差e和誤差變化率ec作為模糊控制器的輸入變量。其中：e=r-y〔誤差=設(shè)定值-測(cè)量值〕。選取誤差e的論域范圍為：[-1，1]，三個(gè)語(yǔ)言變量為：negative,zero,positive,他們的隸屬度函數(shù)均取guassmf〔高斯曲線(xiàn)〕；水位變化率ec的論域?yàn)椋篬-0.1，0.1]，三個(gè)語(yǔ)言變量值為：ngative，zero，positive，他們的隸屬度寒暑也取gaussmf。確定輸出變量只有一個(gè)名字為u，5個(gè)語(yǔ)言變量值分別為closefast,closeslow,ochange,openslow,penfast隸屬度函數(shù)選為trimf〔三角形曲線(xiàn)〕。我們?cè)诖酥恍栎斎胱远ǖ碾`屬函數(shù)，至于模糊推理，查詢(xún)表，解模糊等f(wàn)is系統(tǒng)會(huì)自己生成。首先在matlab命令窗口鍵入fuzzy后回車(chē)，進(jìn)入MATLAB的模糊推理系統(tǒng)如圖4—2所示：選取edit菜單中的AddVariable…添加一個(gè)輸入量然后按上面所說(shuō)編輯各個(gè)輸入輸出量的隸屬函數(shù)，其中輸入輸出的各具體隸屬函數(shù)如圖4—3所示：圖4—3各隸屬函數(shù)的圖像根據(jù)經(jīng)歷判斷：其中輸入量e隸屬函數(shù)參數(shù)〔params〕為negative:[0.3-1],zero:[0.30],positive:[0.31]。其中輸入量ec隸屬函數(shù)參數(shù)〔params〕為negative:[0.03-0.1],zero:[0.030],positive:[0.030.1]。其中輸出量u隸屬函數(shù)參數(shù)〔params〕為close_fast:[-1-0.9-0.8],close_slow:[-0.6-0.5-0.4],no_change:[-0.100.1],open_slow:[0.20.30.4],open_fast:[0.80.91]。其他參數(shù)圖4—4選取：圖4—4FIS相關(guān)參數(shù)設(shè)定編輯好后隸屬函數(shù)如圖4—5所示，然后根據(jù)經(jīng)歷編輯模糊控制規(guī)那么，雙擊模糊控制器框進(jìn)入規(guī)那么編輯器：圖4—5編輯好后的隸屬函數(shù)和規(guī)那么編輯器根據(jù)人工經(jīng)歷利用選框輸入如下控制規(guī)那么Ifeisnegativethenuisclose-fast;Ifeiszerothenuisno-change;Ifeispositivethenuisopen-fast;Ifeiszeroandecisnegativethenuisopen-slow;Ifeiszeroandecispositivethenuisclose-slow;在菜單view中的rules和surface選項(xiàng)分別對(duì)應(yīng)得是規(guī)那么觀(guān)測(cè)器和曲面觀(guān)測(cè)器，利用這兩個(gè)工具我們可以方便的觀(guān)察規(guī)那么情況及調(diào)整不同的輸入時(shí)所對(duì)應(yīng)的輸出情況，使其動(dòng)靜態(tài)特性一目了然：如圖4—7，4—8，4—9所示：圖4—7圖4—7規(guī)那么觀(guān)測(cè)器圖4—9曲面觀(guān)測(cè)器至此利用MATLAB建設(shè)的水箱水位模糊推理系統(tǒng)建設(shè)完畢，要記得用菜單File——Export——Todisk…將建設(shè)的系統(tǒng)以tank為名稱(chēng)保存在磁盤(pán)中以防喪失，另外一定要用File——Export——ToWorkspace…將其保存在工作空間中以便在下一節(jié)simulink仿真設(shè)計(jì)中調(diào)用。4.2對(duì)SIMULINK模型控制系統(tǒng)的構(gòu)建MATLAB提供的圖形輸入與仿真工具有兩個(gè)顯著的功能：SIM〔仿真〕與LINK〔連接〕，即可利用鼠標(biāo)在模糊窗口畫(huà)出所需的控制系統(tǒng)模型，然后利用SIMULINK提供的功能來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展仿真或線(xiàn)性化分析，使得復(fù)雜系統(tǒng)的輸入變得簡(jiǎn)單和直觀(guān)。在MATLAB命令窗口鍵入simulink回車(chē)，啟動(dòng)simulink，并翻開(kāi)控件工具箱，如圖4—10所示：圖4—10Simulink窗口及控件工具箱窗口利用控件工具箱窗口添加所需要的組件，如圖4—11：圖4—11水箱水位模糊控制系統(tǒng)所需組件其中SignalGenerator〔信號(hào)發(fā)生器〕用來(lái)產(chǎn)生輸入信號(hào)，在此用它產(chǎn)生方波信號(hào)；Scope〔示波器〕元件用來(lái)觀(guān)察各環(huán)節(jié)輸出的輸出波形；Sum〔求和模塊〕用來(lái)計(jì)算給定輸入和輸出水位的誤差；Gain〔增益模塊〕用來(lái)設(shè)置量化因子或比例因子；Mux元件可以將多個(gè)輸入信號(hào)合成一個(gè)向量信號(hào)；FuzzyLogicController為模糊邏輯控制器，選自Smulink的模糊模塊庫(kù)，用來(lái)調(diào)用上一節(jié)建好的FIS構(gòu)造文件，將FIS構(gòu)造與構(gòu)建的整個(gè)Simulink模型系統(tǒng)進(jìn)展連接；Constant元件用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)常數(shù)值，他給VALVE閥門(mén)子系統(tǒng)提供一個(gè)常數(shù)因子；Switch是一個(gè)開(kāi)關(guān)元件，用值[1,-1]來(lái)切換狀態(tài)，在此它的作用是選擇用模糊控制器控制水箱還是用傳統(tǒng)的PID控制器來(lái)控制以方便試驗(yàn)結(jié)果的比較。VALUE代表閥門(mén)，其構(gòu)造圖見(jiàn)圖4-12：圖4—12閥門(mén)底層構(gòu)造圖WATERTANK代表水箱它是一個(gè)子系統(tǒng)模塊，其構(gòu)造圖見(jiàn)4—13：圖4—13水箱底層構(gòu)造圖PID為傳統(tǒng)PID控制器構(gòu)造見(jiàn)圖4—14：圖4—14PID底層構(gòu)造圖添加完控件后開(kāi)場(chǎng)連線(xiàn)，構(gòu)建好的水箱水位模糊控制系統(tǒng)模型見(jiàn)圖4—15：圖4—15構(gòu)建好的水箱水位模糊控制系統(tǒng)模型、雙擊模糊控制器〔FuzzyLogicController〕，在FISFileStructure文本框中輸入tank，調(diào)用上一節(jié)制作的模糊推理系統(tǒng)。成功鏈接如圖4—16圖4—16tankFIS構(gòu)造與模糊控制器模塊的成功鏈接到此就已經(jīng)構(gòu)建好了整個(gè)Simulink模型系統(tǒng)，下一步就可以對(duì)所構(gòu)建的模糊系統(tǒng)進(jìn)展仿真。4.3進(jìn)展Simulink模型仿真在仿真之前，還需要設(shè)置仿真參數(shù)，可以通過(guò)菜單Simulation——SimulationParameters…，將會(huì)翻開(kāi)仿真參數(shù)設(shè)置對(duì)話(huà)框，如圖4—17：圖4—17參數(shù)的設(shè)置如圖4—18：圖4—18仿真參數(shù)設(shè)計(jì)這里只用設(shè)置Solver選項(xiàng)卡，其余的選項(xiàng)卡用默認(rèn)設(shè)置即可。本節(jié)的任務(wù)主要是觀(guān)察在所給定的輸入信號(hào)下水箱水位隨時(shí)間的影響情況，并比較傳統(tǒng)PID控制器和模糊控制器的控制效果。選擇菜單Simulation——Start，系統(tǒng)便開(kāi)場(chǎng)仿真，const元件的常數(shù)設(shè)定為-1時(shí)系統(tǒng)由模糊控制器控制，其設(shè)定值為1時(shí)由PID控制器控制，示波器change，scope2，scope4分別顯示的是誤差變化率、水箱的溢水情況、水箱流出水流量隨時(shí)間的變化的波形，主要用來(lái)監(jiān)視工作狀態(tài)的，而示波器Comparison是顯示控制器輸出的波形的，仿真運(yùn)行時(shí)雙擊此元件即可看到動(dòng)態(tài)的波形輸出。模糊控制器與PID控制器的輸出波形如圖4-19所示：圖4—19模糊控制器與PID控制器輸出結(jié)果的比較結(jié)論自20世紀(jì)40年代以來(lái)用計(jì)算機(jī)方法去研究系統(tǒng)的特性成為科學(xué)開(kāi)