matlab软件中的fuzzy+logic工具箱在模糊控制系统仿真中的应用(1)

《matlab软件中的fuzzy+logic工具箱在模糊控制系统仿真中的应用(1)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据第17卷第5期计算机仿真2000年9月Matlab软件中的FuzzyLogic工具箱在模糊控制系统仿真中的应用刘革辉单杰峰郑楚光(华中理工大学动力工程系，430074)摘要该文根据作者对舭仿真软件包的应用研究，阐述了如何在呲软件中利用Simulm．k平台和FuzzyⅫc工具箱实现模糊控制系统的设计、仿真和动态性能分析，并以电站汽温过程控制为例进行了仿真研究，结果表明利用Matlab进行模糊控制系统仿真快速简单精确，可视化强，完全能够满足工程技术人员的需要。关键词模糊控制仿真M址lab1引言

2、模糊控制理论的提出，提供了一种新的控制方法。这种方法以微计算机构成的模糊控制器为核心，以模拟人脑的思维方式为基本出发点，不需要我们对控制模型的精确描述，就能很好的解决非线性、大时滞、变参数对象的控制问题⋯。然而，依靠操作人员的经验来建立合理的模糊控制算法，从建立模糊控制模型到编写程序仿真再到分析结果都是非可视化的，需要很长时间的试探和摸索，并且模糊控制器的修改和控制对象的改变都需要重新编制计算程序，从而要耗费大量的时间和精力。因此，有必要为工程技术人员提供一种集模糊控制系统设计、仿真和分析功能于一

3、体的计算机可视化辅助工具。Matlab自从1984年由美国MathWorks公司推向市场以来，经过十几年的发展和竞争，现已成为国际公认的最优秀的科技应用软件。该软件集可靠的数值运算、图像与图形显示及处理、友好的图形界面设计风格等于一身，很快在国际控制界流行起来，成为控制系统研究人员不可缺少的有力工具。与此同时，控制界很多学者将自己擅长的控制方法用Matlab加以实现，出现了大量的Madab配套工具箱，如控制系统模型图形仿真环境(Simulink)、模糊控制工具箱(FuzzyI_ogictoolho

4、x)、神经网络工具箱(NeuralNetworkt001．box)等等控J。尤其是Simulink工具平台的出现，使得控制系统的设计和仿真变得相当容易和直观。笔者即通过对上述模糊控制工具箱的实践应用研究，将模糊控制系统的设计和仿真工作转移到Simu]ink平台上，设计和仿真的结果证明利用Fuzzy控制工具箱和simulink仿真环境完全能够满足一般工程设计人员的需要，能够取得事半功倍的效果。2FuzzyImgic工具箱主要功能及应用FuzzyLogic工具箱是进行模糊推理和模糊控制器仿真的工具包，

5、它集成了FIS编辑器、隶属函数编辑器、模糊规则编辑器、规则浏览器和输出预览器等可视化工具，使用户快速开发设计模糊控制器成为可能。当然，这些工具实质都是由开发者为Matlab用户编写的M文件或S函数组成的，如fuzzy．m等等。这些以．m为后缀的文件通常放在Fuzzy目录下，用户可以在Matlab编程环境中单独编程调用这些文件或函数。2．I定义输入输出变量进入Matlab编程环境后键入fuzzy即可进入FIS(FuzzyInferenceSystem)编辑器。FIS编辑器是模糊推理系统的主界面。它集

6、成了隶属函数编辑器、模糊规则编辑器、规则浏览器和输出预览器等功能，通过主菜单可以选择。用户可以在FLS编辑器中设置模糊控制器的模糊算子、输入输出变量个数、模糊变量名称以及解模糊化的方法(如加权平均判决法、中位数法、最大隶属度法等等)。2．2定义语言变量隶属函数双击FIS编辑器中的输入变量或输出变量方框，就可以进入隶属函数编辑器主界面，对模糊变量的隶属函数进行编辑，如图1所示。通过隶属函数编辑器，我们可以很容易定义变量的论域(图I举例显示为[一20，20])、变量的模糊集(图I举例为{NB，NM，N

7、S，NO，PO，PS，PM，PB})、隶属函数的类型(图I举例为三角类型)。刘革辉，华中理工大学动力工程系硕士研究生，从事课题方向为智能控制理论在电站锅炉调节系统中的应用及计算机仿真研究。单杰峰。华中理工大学动力工程系硕士研究生，从事课题方向为电站锅炉模糊专家系统与可视化仿真研究。郑楚光，教授，博导，华中理工大学煤燃烧国家重点实验室主任。收稿日期；19990405—69—万方数据圈1隶属函数编辑器中的隶属函数曲线2．3定义模糊控制规则选择FIS编辑器或隶属函数编辑器中的View菜单下的EditRu

8、le⋯子菜单，或双击FIS编辑器中流程图里的规则方框即可进入模糊规则编辑器主界面，其中模糊规则编辑框实际上是个文本编辑框，只要用户按照规定的模糊规则书写格式编写模糊规则，计算机就可以根据模糊推理合成规则进行模糊矩阵计算。verbose格式如以下形式：1)Ⅱ(EisNB)and(ECisNB)then(UisPB)(1)2)If(EisNM)and(ECisNB)then(UisPB)(1)3)If(EisNS)and(ECisNB)then(UisPM)(1)如果规则输入格式无误，