模糊控制系统仿真实验

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1、华侨大学厦门工学院《智能控制技术》实验报告专业：电气工程及其自动化班级：时间：年月日～年月日―――――――以下指导教师填写―――――分项成绩：出勤设计报告总成绩：指导教师：目录摘要……………………………………………………………………………………………1一、设计的目的…………………………………………………………………………………2二、设计要求……………………………………………………………………………………2三、设计过程……………………………………………………………………………………31.系统模型建立…………………………………………

2、…………………………………32.模糊控制器设计…………………………………………………………………………32.1模糊集合及论域的定义……………………………………………………………32.2模糊控制规则设计…………………………………………………………………62.3系统的参数选择……………………………………………………………………72.4仿真结果……………………………………………………………………………7四、设计分析…………………………………………………………………………………91.改变模糊控制隶属度函数对控制效果的影响……………………

3、……………………92.给系统模型加扰动对控制效果的影响…………………………………………………123.改变系统的参数对控制效果的影响……………………………………………………13五、模糊控制的优点…………………………………………………………………………15六、总结………………………………………………………………………………………15致谢……………………………………………………………………………………………16参考文献………………………………………………………………………………………16摘要模糊控制的研究主要体现在控制器的研究和开发以

4、及各类实际应用中,目前模糊控制已经应用在各个行业。各类模糊控制器也非常多,模糊控制器的研究一直是控制界研究的热点问题,而关于模糊控制系统的稳定性分析则是模糊控制需要研究和解决的基本问题。目前已经出现了为实现模糊控制功能的各种集成电路芯片。用MATLAB软件实现模糊控制系统的仿真结果，仿真结果表明MATLAB软件不但简单实用，而且响应速度快，超调量小，控制效果良好。关键词：模糊控制仿真MATLAB设计目标说明一、设计的目的：1.通过本次设计，进一步了解模糊控制的基本原理、模糊模型的建立和模糊控制器的设计过程。2.提高学生有关控制系

5、统的程序设计能力。3.熟悉Matlab语言以及在智能控制设计中的应用。二、设计要求：图1模糊控制系统Simulink仿真模型图1、用Matlab中的Simulink工具箱，组成一个模糊控制系统。任意带模糊控制器的系统均可，例如一简单二阶加纯滞后系统（图1所示）为，传递函数。其中各参数分别为。2、采用模糊控制算法，设计出能跟踪给定输入的模糊控制器，对被控系统进行仿真，绘制出系统的阶跃响应曲线。3、改变模糊控制器中模糊变量的隶属度函数，分析隶属度函数和模糊控制规则对模糊控制效果的影响。比较那种情况下的控制效果较好。4、给系统加上扰动

6、，观察此时的阶跃响应曲线，看系统是否仍然稳定，并与无扰动情况下的阶跃响应曲线进行比较。并比较模糊控制和PID控制的鲁棒性。5、改变系统的参数，了解模糊控制在系统参数发生变化时的控制效果。并与PID控制器作用下系统参数发生变化时的控制效果进行比较，思考模糊控制相对于传统控制的优点。模糊控制下简单二阶系统研究一、设计过程：1.系统模型建立：2.模糊控制器设计2.1模糊集合及论域的定义对误差E、误差变化率EC、控制量U的模糊集合及其论域定义如下：E、EC、U的模糊集合均为{NB、NM、NS、0、PS、PM、PB}E和EC的论域为{-6

7、、-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5、6}U的论域为{-7、-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5、6、7}上述3个模糊集合都选取了7个元素，主要目的是着眼于提高稳态精度。E、EC和U的隶属度函数图形如图所示：.2.2模糊控制规则设计模糊控制规则如下表所示：表1模糊控制规则EUECNBNMNS0PSPMPBNBPSPSPSPSPMPBPBNMNSPSPSPSPMPMPBNSNMNS00PSPMPM0NBNMNS0PSPMPMPSNBNMNS00PSPMPMNBNBNMNSNSPSPSPBNB

8、NBNMNSNSNSPS2.3系统的参数选择系统所选用的参数Saturation、Saturation1、Saturation2的范围分别为[-66]、[-66]、[-77]，TransportDelay=2s。通过调试得到PID模糊控制的参数：Gain5=0.