模煳逻辑控制器的结构与设计(matlab)(4)

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1、模糊控制的基本原理和方法●模糊逻辑控制器的基本结构●模糊控制系统的设计●PID控制器模糊增益调节●模糊系统的稳定性分析●利用MATLAB设计模糊控制器●模糊逻辑控制器的基本结构输出设定值▲模糊化部件▲知识库▲决策逻辑—模糊控制系统的核心▲去模糊化部件模糊控制中，模糊系统行为按专家知识，以语言规则描述：多输入多输出（MIMO）转化为多输入单输出（MISO）。一般规则表示如下：●模糊控制系统的设计关键问题（1）模糊策略及其模糊算子的解释（2）论域的离散化和规范化；输入输出空间的模糊分割；基本模糊集合隶属度函数的选择（3）过程状态变量（输入）和模糊控制变量（输出）的选择；模糊

2、控制规则的来源及演绎；模糊控制规则的类型及其一致性、交互性和完整性（4）模糊隐含的定义；连接语句符and和also的解释；复合算子的定义；推理机制的确定。（5）去模糊化策略及去模糊化算子的解释1.模糊化的两种策略▲采用单点模糊化（不考虑检测量被噪声污染）▲选择合适的模糊函数☆考虑噪声的概率密度函数。使☆对应于输入测量（确定的）的范围，语言变量域中应取多少元素，即xi中，i取何值？一般5~30。变量标尺的变换（映射）温度偏差论域取{－7，－6，…….,7}元素多：可以处理狭窄的模糊集合，存储量大☆模糊变量术语集合的数目选取。在细分和粗分之间进行折中。一般为2~10。2.模

3、糊规则的合理调整按照系统的动态行为可以合理地选择和确定模糊规则：abcdefghijklmiiiiiiivvviviiviiiixxxixii8根据e和△e的方向和大小，选择控制量的增量△u的大小和方向。有四种情况：有交叉点和峰、谷点。控制规则求出原理：1。如果e和△e二者都为零，△u=0,保持现状。2。如果e以满意的速率趋向零，△u=0,保持现状。3。如果e不是自校正，△u不为零，取决于e和△e的符号和大小。●对交叉点，△u符号和△e符号一样。●对峰、谷点，△u符号和e符号一样。6●●●●根据以上规则，我们可以选择和设计模糊控制器的规则表6规则号e△e△u参考点1PB

4、ZEPBa2PMZEPMe3PSZEPSi4ZENBNBb5ZENMNMf6ZENSNSj7NBZENBc8NMZENMg9NSZENSk10ZEPBPBd11ZEPMPMh12ZEPSPSl13ZEZEZE设置点规则号e△e△u参考点14PBNSPMi(上升时间)15NBNBNMii(超调)16NBPBPMiii17NSPBPMiv18PSNSPSv19NSPSNSvi关于语言相平面方法调整规则调节K1,K2,K3可以修正规则。什么叫语言相平面？按误差e(E)和误差变化△e(△E)语言值和相应的规则，构成语言相平面E×△E,什么叫语言轨迹？在相平面中，隶属函数为最大的

5、点的连线，改变K1,K2,K3改变相应语言轨迹，就可调节系统的动态行为（品质）。1313●K1,K2,K3EE△E△E△E举例：K3是由K1,K2决定的，增加模糊输出语言值，就应增加K3。EE举例：一阶系统的调节。PBPMPMPSZEZEZEPBPMPMPSZEZEZEPBPSPSZEZEZENSPMPSPSZENSNSNMPSZEZEZENSNSNBZEZEZENSNMNMNBZEZEZENSNMNMNB△EE△EE上升时间慢，超调量大。11PBPMPMPSZEZEZEPBPMPBPMZEZEZEPBPMPSZEZEZENMPMPMPSZENSNMNBPMZEZEZE

6、NSNMNBZEZEZENMNMNMNBZEZEZENSNMNMNBE△E△EE少了一个NS减少超调。PM与前图相同。△E△EEE3.模糊规则的完整性、一致性和交换性●对过程的每一状态，都能推导出一个合适的控制规则，——控制规则的完整性。●子集的并，应该以一定程度覆盖有关论域——控制规则的完整性。0.5.●规则之间不存在矛盾.●PID控制器模糊增益调节模糊控制器应用的模式模糊控制在MATLAB中的实现设计一模糊控制器使其超调量不超过1%，输出的上升时间<0.3。步骤1.确定e，de和u的论域2.e，de和u语言变量的选取3.规则的制定4.推理方法的确定假定被控对象

7、的传递函数为：1.根据系统实际情况，选择e，de和u的论域erange:[-11]derange:[-0.10.1]urange:[02]2.e，de和u语言变量的选取e8个：NB,NM,NS,NZ,PZ,PS,PM,PBde7个：NB,NM,NS,Z,PS,PM,PBU7个：NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB利用MATLAB的Toolbox工具3.模糊规则确定4.隐含和推理方法的制定隐含采用‘mamdani’方法:‘max-min‘推理方法，即‘min‘方法去模糊方法：面积中心法。选择隶属函数的形式：三角型MATLAB0.11-0.