模糊控制程序实例

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1、5.2.2.6模糊控制器设计实例1、单输入模糊控制器的设计【例5.12】已知某汽温控制系统结构如图5.10所示，采用喷水减温进行控制。设计单输入模糊控制器，观察定值扰动和内部扰动的控制效果。图5.10单回路模糊控制系统按表5-2确定模糊变量E、U的隶属函数，按表5-3确定模糊控制规则，选择温度偏差e、控制量u的实际论域：，则可得到该系统的单输入模糊控制的仿真程序如FC_SI_main.m所示，仿真结果如图5.11所示。设温度偏差e、控制量u的实际论域：，选择e、u的等级量论域为量化因子。选择模糊词集

2、为{NB,NS,ZO,PS,PB}，根据人的控制经验，确定等级量E，U的隶属函数曲线如图5-8所示。根据隶属函数曲线可以得到模糊变量E、U的赋值表如表5-3所示。图5-8E，U的隶属函数曲线表5-3模糊变量E、U的赋值表(μ)等级量　μE、U-3-2-10123PB000000.51PS000010.50ZO000.510.500NS00.510000NB10.500000依据人手动控制的一般经验，可以总结出一些控制规则，例如：若误差E为O，说明温度接近希望值，喷水阀保持不动；若误差E为正，说明温度

3、低于希望值，应该减少喷水；若误差E为负，说明温度高于希望值，应该增加喷水。若采用数学符号描述，可总结如下模糊控制规则：若E负大，则U正大；若E负小，则U正小；若E为零，则U为零；若E正小，则U负小；若E正大，则U负大。写成模糊推理句:ifE=NBthenU=PBifE=NSthenU=PSifE=ZOthenU=ZOifE=PSthenU=NSifE=PBthenU=NB由上述的控制规则可得到模糊控制规则表，如表5-4所示。表5-4模糊控制规则表ENBNSZOPSPBUPBPSZONSNB模糊控制规

4、则实际上是一组多重条件语句，它可以表示从误差论域E到控制量论域U的模糊关系R。按着上述控制规则，可以得到该温度偏差与喷水阀门开度之间的模糊关系：计算模糊关系矩阵R的子程序如F_Relation_1.m所示。%模糊关系计算子程序F_Relation_1.cfunction[R,mfe,mfu,ne,nu,Me]=F_Relation_1%#############################输入模糊变量赋值表(表5-3)############################ne=7;%等级量e的

5、个数nu=7;%等级量u的个数Me=[000000.51;000010.50;000.510.500;00.510000;10.500000];Mu=Me;%##定义模糊变量及其语言值1=PB,2=PS,3=O,4=NS,5=NB，并输入模糊控制规则表（表5-4）##mfc=5;%模糊变量E的语言值个数，控制规则表列数E=[54321];UC=[12345];%########################计算R=E×U#######################################

6、########R=zeros(ne,nu);fori=1:mfciu=UC(i);ie=E(i);fork=1:neforl=1:nuifMe(ie,k)R(k,l)R(k,l)=Reu(k,l);endendendend运行结果如下：由此，可以得到各种输入时，模糊控制器的输出：单输入时：（5-5）双输入时：（5-6）三输入时

7、：（5-7）例如：单输入时，设，根据前面的等级量划分原则，其等级量，由表5-2可以查出。根据式（5-5）可以得到：其模糊决策子程序如F_Deduce_1.m所示。%单输入时模糊决策子程序F_Deduce_1.mfunctionFU=F_Deduce_1(fe,R,ne,nu)fori=1:nuforj=1:neiffe(j)

8、对象W(s)=-1.1/(35s+1)^4)clearallDT=1;ST=1500;LP=ST/DT;A1=exp(-DT/35);B1=1-A1;x(1:4)=0;ur=0;%###设置e、u的初始论域及其等级量论域，计算量化因子及比例因子##########em=1.5;EM=3;Ke=EM/em;UM=3;um=1.5;Ku=um/UM;%#########调用计算模糊关系矩阵R的子程序F_Relation_1.m#############[R,mfc,ne,