matlab在模糊控制系统设计和仿真的应用

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1、系统仿真学报Vol.15No.1·132·JOURNALOFSYSTEMSIMULATIONJan.2003MATLAB在模糊控制系统设计和仿真的应用李祖欣湖州师范学院物理系浙江湖州313000摘要论述了基于MATLAB6.XSIMULINK语言的模糊控制系统设计与仿真方法并通过编写M文件的S函数进一步扩展了SIMULINK的功能将MATLAB和SIMULINK有机结合起来大大改善了仿真效率实现了参数自调整的模糊控制系统的设计和高效仿真同时给出具体实例关键词MATLAB语言模糊控制参数自调整计算机仿真文章编号1004-731X(2003)01-0132-03中图

2、分类号TP273.4文献标识码BApplicationofMATLABintheDesignandSimulationofFuzzyControlSystemLIZu-xin(DepartmentofPhysicsHuzhouTeachersCollegeHuzhouZhejiang313000,China)AbstractThispaperfocusesonhowtodesignandsimulateafuzzycontrolsystemwithsometoolboxesofMATLAB.Theself-adjustingparametersinthefuzz

3、ycontrolsystemcanberealizedeffectuallythroughcompilingS-function,whichcombinesMATLABwithsimulinkandextendssimulink’sfunctions.Atthesametime,itprovidesaspecificexample.KeywordsMATLABlanguage;fuzzycontrol;self-tuningparameter;computersimulation引言1控制器及系统设计的各种途径它提供了生成和编辑FIS常用的函数如newfisad

4、dvaraddmfaddruleevalfis等MATLAB软件是在1984年由美国MathWorks公司推出它包括产生新的FIS给FIS加入变量隶属度函数和控制规的一套高效率的数值计算的可视化软件它提供了丰富的数则完成模糊推理运算等用户可用命令调用这此些函数生值分析矩阵运算图形绘制数据处理图像处理等功能成FIS[1]工具箱还提供了GUI图形用户界面编辑函数并且提供了大量的应用于不同学科的工具箱正因为它是一使用户能更直观地生成系统它有FIS编辑器隶属度函数个开放的环境已经成为国际控制界广泛使用的语言之一编辑器规则编辑器规则观测器和曲面观测器五个GUI工[1]国内

5、也出版了相应的书籍它主要介绍了模糊控制工具箱的具下面以图1所示小容量锅炉给水控制为例加以说明由函数对用SIMULINK建立仿真并没有涉及于小容量锅炉假水位现象不明显采用单冲量控制系统汽本文在MATLAB6.X基础上讲述了如何利用SIMULINK工包水位被控对象传递函数定为[2]G(S)=0.0125S(11.5S+1)具箱和FUZZY工具箱构造模糊控制系统的结构框图和进行仿1.1.1隶属度函数的建立真研究的方法和具体步骤对于常规的模糊控制器的不足之e(nT)E(nT)处主要从三个方面去改善1)模糊控制器参数量化因子ke模糊y(nT)rU(nT)控制kuG(S)和

6、比例因子的自调整2)模糊规则集的自调整3)模糊控EC(nT)d器kec制器与其它控制方式相结合此时如果按上述一般方法构造dt系统仿真SIMULINK已无能为力我们通过编写S函数图1模糊控制系统方框图将MATLAB和SIMULINK有机结合起来可以实现参数自调整的复杂模糊控制系统的设计和高效仿真若取输入汽包实际水位与给定水位值误差为E误差变1MATLAB在模糊控制系统中的应用化EC和输出U的论域均为{-6-5-4-3-2-10123456}其模糊子集均为{NBNMNSZOPS1.1生成和编辑模糊推理系统FISPMPB}模糊逻辑工具箱FuzzyLogicToolbo

7、x提供了模糊逻辑在MATLAB命令窗中键入命令FUZZY进入模糊逻辑编辑窗口FISEditor建立EECU的隶属度函数有三角形trimf高斯形gaussmf梯形(trapmf)等十一种可供选收稿日期2002-01-28修回日期2002-03-14作者简介李祖欣(1972),男,浙江长兴人,讲师,硕士,研究方向为模糊择在此均选常用的三角形隶属度函数如图2所示这些控制信号处理及计算机仿真万方数据Vol.15No.1Jan.2003李祖欣,等MATLAB在模糊控制系统设计和仿真的应用·133·合的线性和非线性系统在MATLAB命令窗口中输入simulinkNBNMNS

8、ZEPSPMPB隶属度弹