一种基于MATLAB的模糊控制器综合优化设计方法

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1、Vol.16No.4系统仿真学报•849•April2004JOURNALOFSYSTEMSIMULATION一种基于MATLAB的模糊控制器综合优化设计方法1,212冯冬青,张希平,费敏锐12（郑州大学工学院信息与控制研究所,郑州450002；上海大学机电工程与自动化学院,上海200072）摘要：提出了一种基于MATLAB的模糊控制器综合优化设计与仿真分析的实现方法。该方法首先利请提供用MATLAB中的模糊系统工具箱结合MATLAB函数构建控制规则可调整的模糊控制器，然后利用最第一作优化工具箱优化模糊控制器的控制规则和参数，从而提高设计模糊控制器的

2、效率。最后利用仿真连接者照片器建立系统仿真模型并在单位阶跃输入信号作用下仿真分析系统动态性能和优化设计结果。仿真表明，控制规则及参数优化后，系统阶跃响应特性基本上能达到“快速—无超调”的设计目标。关键词：模糊控制器；优化设计；仿真；MATLAB文章编号：1004-731X(2004)04-0849-04中图分类号：TP273.4文献标识码：AOptimizationDesignintegrativeMethodofFuzzyControllerBasedonMATLAB1,212FENGDong-qing，ZHANGXi-ping，FEIMin-ru

3、i1(InstituteofInformationandControl,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450002,China;2SchoolofMechatronicalEngineeringandAutomation,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract：Itispresentedinthispaperacomprehensiveoptimizationdesignandemulationanalysismethodofthefuzzycontroller.T

4、hemethodbasedonMATLABanddigitalsimulationanalysisincludesthreesteps:firstlyitusesfuzzycontrolsystemtoolboxandMATLABfunctiontoconstructafuzzycontrollerwithadjustablecontrolrules;secondly,itoptimizesthecontrolrulesandparametersofthefuzzycontrollerbytheoptimumtoolbox;thirdly,witht

5、hesimulationlinker,itbuildsanemulationmodelofasecond-ordersystemwithdelayandanalyzesthedynamiccharacteristicsofthewholesystemaccordingtothestepresponse.Thesimulationresultsshowthatthesystemcanmeetthetargetofquickandnone-overshootanddesignthefuzzycontrollerwithhighefficiency.Key

6、words：fuzzycontroller;optimizationdesign；simulation；MATLAB1与仿真分析的实现方法。该方法首先利用模糊系统工具箱引言（FuzzyLogicToolbox）的图形用户界面（GUI）工具结合模糊控制是智能控制的一个重要分支，其实质是对人观MATLAB函数构建模糊控制器，然后利用最优化工具箱察、思考、判断、决策的思维过程的一种模拟。模糊控制器（OptimizationToolbox）函数对模糊控制规则和参数进行优的设计在很大程度上依赖于设计者的实践经验，带有相当的化，最后利用SIMULINK建立仿真模

7、型并仿真分析系统动主观性。因此，对于一个特定的被控对象，需要借助某种手态性能和优化设计结果。段对控制器进行优化才能取得较为满意的设计效果。改善模1基于模糊系统工具箱图形用户界面糊控制性能的最有效方法是优化模糊控制器的控制规则和（GUI）的模糊控制器设计[1-2]有关参数。MATLAB是一种面向科学与工程计算的高级语言，它集科学计算、自动控制、模糊系统、神经网络等学在MATLAB中，可以通过两种途径来建立一个模糊控制[6]器。一种是借助于模糊系统工具箱的图形用户界面（GUI）科的处理功能于一体，编程效率高，使用简单方便。MATLAB工具编辑隶属度函数、

8、控制规则来实现；另一种是直接利用具有强大的扩展功能，它提供的建模可视化软件包MATLAB函数来实现。这里我们