第五講模糊控制器設(shè)計(jì)

第五講模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本次課程主要講下面幾個(gè)內(nèi)容模糊控制系統(tǒng)的組成和工作過(guò)程模糊控制器的一般設(shè)計(jì)方法模糊化因子精確化方法模糊控制規(guī)則及控制規(guī)則表的建立模糊控制表的建立方法

模糊控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)在控制系統(tǒng)模糊化過(guò)程模糊化就是輸入值匹配成語(yǔ)言值的過(guò)程。同時(shí)輸人值對(duì)于相應(yīng)語(yǔ)言變量語(yǔ)言值的隸屬度也被確定。輸入值x可以和語(yǔ)言值C相匹配，也可以和語(yǔ)言值D相匹配。相應(yīng)于C模糊集的隸屬度是μc(x)，相應(yīng)于D模糊集的隸屬度是μd（x)。相應(yīng)于A，B，E模湖集的隸屑度均為零，即μa(x)＝μb(x)＝μe(x)＝0知識(shí)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)論域離散化輸入輸出空間劃分模糊子集隸屬度函數(shù)規(guī)則庫(kù)輸入輸出變量的選擇模糊控制規(guī)則的建立精確化1最大隸屬度法： 在所有規(guī)則推理結(jié)果的模糊集合中，隸屬度最大的元素做為輸出。2加權(quán)平均法：當(dāng)上面的式子里的k取隸屬函數(shù)時(shí)，就轉(zhuǎn)化為

重心法模糊控制器的設(shè)計(jì)量化因子誤差和它的實(shí)際變化范圍分別記為e和{－l，l}，稱{－l，l}為語(yǔ)言變量－誤差的基本論域。語(yǔ)言變量－模糊誤差記為e。它的語(yǔ)言變量值可以取[正很大，正中等，正小，零，負(fù)小，負(fù)中等，負(fù)很大]。

e的論域?yàn)閇－n，……－1，0，1，……+n]例e＝（－50，50），X＝[－4，－3，－2，－1，0，1，2，3，4]比如e1＝27，e2＝33，把它們量化誤差變化率和它的實(shí)際變化范圍分別記為de和{－d，d}，稱{－d，d}為語(yǔ)言變量－誤差變化率的基本論域。語(yǔ)言變量－模糊誤差變化率記為de。它的語(yǔ)言變量值可以取[正很大，正中等，正小，零，負(fù)小，負(fù)中等，負(fù)很大]。

de的論域?yàn)閇－n，……－1，0，1，……+n]量化因子語(yǔ)言變量論域上的模糊集一般來(lái)說(shuō)，在模糊控制中，取n＝6，5，4等數(shù)值。那么相應(yīng)的論域有

[-6,-5,…-1,0,1,….5,6][-5,…-1,0,1,….5][-4,…-1,0,1,….4]等。語(yǔ)言變量值有PB（正大）、PM（中大）、PS（正?。E（零）、NS(負(fù)小)、NM（負(fù)中）、NB（負(fù)大）等。將論域、模糊集用表來(lái)表示如下－6－5－4－3－2－10123456PB00000000000.30.81PM0000000000.810.80PSZENSNMNP10.80.30000000000精確化控制和它的實(shí)際變化范圍分別記為u和{－h(huán)，h}，稱{－h(huán)，h}為語(yǔ)言變量－誤差變化率的基本論域。語(yǔ)言變量－模糊控制記為u。它的語(yǔ)言變量值可以取[正很大，正中等，正小，零，負(fù)小，負(fù)中等，負(fù)很大]。

u的論域?yàn)閇－n，……－1，0，1，……+n]比例因子比如，U＝（－100，100），Z＝[-7,-6,….-1,0,1,……6,7]u＝－4那么把它精確化有設(shè)有集合A={PB,PM,PS,ZE,NS,NM,NB}<==>A={a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7}B={PB,PM,PS,ZE,NS,NM,NB}<==>B={b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7}C={PB,PM,PS,ZE,NS,NM,NB}<==>C={c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7}建立控制表對(duì)應(yīng)規(guī)則ife＝Aandde＝Bthenu＝C有模糊關(guān)系R＝A×B×C于是模糊關(guān)系R輸入A1＝[0,0,…0,1,0…,0]iB1＝[0,0,…0,1,0,…,0]j那么，輸出C1＝A1×B1○R上面是對(duì)應(yīng)于一條模糊控制規(guī)則的情況，如果有n條規(guī)則的話，在用加權(quán)平均法求得控制輸出，填入到控制表中得相應(yīng)位置。將輸入A1和B1的各個(gè)元素用1遍歷，就得到完整的控制表?；拘湍：刂破髟O(shè)計(jì)誤差的物理論域e*＝{-50,50}誤差的模糊論域e＝[-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4]誤差變化率的物理論域de*＝{-150,150}誤差變化率的模糊論域de＝[-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4]控制的物理論域u*＝{-64,64}控制的模糊論域u＝[-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4]量化因子ke＝4/50,kde=4/150,ku=64/4誤差e的賦值表－4－3－2－101234PB00000000.351PS000000.410.40ZE0000.210.2000NS00.410.400000NB10.350000000誤差變化率de的賦值表－4－3－2－101234PB00000000.351PS000000.410.40ZE0000.210.2000NS00.410.400000NB10.350000000控制u的賦值表－4－3－2－101234PB00000000.351PS000000.410.40ZE0000.210.2000NS00.410.400000NB10.350000000控制規(guī)則Ife=NBandde=PBthenu=PBIfe=NBandde=PSthenu=PBIfe=NBandde=ZEthenu=PBIfe=NBandde=NSthenu=PBIfe=NBandde=NBthenu=PBIfe=NSandde=ZEthenu=PSIfe=NSandde=PSthenu=ZEIfe=NSandde=PBthenu=NSIfe=ZEandde=ZEthenu=ZEIfe=ZEandde=PSthenu=NSIfe=ZEandde=PBthenu=NB控制規(guī)則表NBNSZEPSPBNBPBPBPBPSNBNSPBPSPSZENBZEPBPSZENSNBPSPBZENSNSNBPBPBNSNBNBNBuede模糊量化設(shè)e*=7,ed*=27.把它們映射到下面的論域中（－4，－3，－2，－1，0，1，2，3，4）做量化得到由