二阶系统模糊控制算法的研究.doc

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1、....机电工程学院课程设计报告课程题目二阶系统模糊控制算法的研究专业电气工程及其自动化姓名指导教师学期2015-2016........二阶系统的模糊控制算法的研究学生指导老师:摘要:模糊控制是以模糊数学为基础发展的，为一些无法建立数学模型或者数学模型相当粗糙的系统提供的一种非线性的控制方法。对于这些系统，模糊控制可以得到比较满意的控制效果，并且能够解决一些无法通过传统方法解决的问题。本文利用MATLAB模糊控制工具箱设计的模糊控制器来控制一个二阶系统，由给定的控制器的输入和输出变量，输入和输出变量的隶属函数，分析了输入和输出变量之间的关系，设计

2、了模糊控制规则库，并通过SIMULINK仿真将模糊控制方法与经典的PID控制方法进行对比，分析仿真结果，探讨模糊控制器的隶属函数，控制规则，以及量化因子和比例因子在模糊控制中所起到的作用。关键字：模糊控制；MATLAB；SIMULINK；PID........ResearchoffuzzycontrolalgorithmofsecondordersystemsUndergraduate:Supervisor:Abstract：Fuzzycontrol,whichisbasedonthefuzzymathematics,isanewwayofnonl

3、inearitycontrolsysteminwhichthemathematicalmodelisunableestablishedorthemathematicalmodelisveryrough.Forthesesystems,fuzzycontroloffersusersasatisfiedcontrolresult,andsettlesdownsomeproblemswhichcannotbesolvedbytraditionalmethods.Thispaperaimstointroducehowtouseafuzzycontrolle

4、rwhichisbasedontheMATLABfuzzycontroltoolboxtocontrolasecond-ordersystem.Inordertofulfillthistarget,theauthorfirstlydefinestheinputvariables,outputvariablesandtheirmembershipfunctions.Then,theauthoranalyzestherelationshipbetweentheinputvariablesandoutputvariables,anddesignsthef

5、uzzycontrolrulebank.Finally,theauthormakesadifferencebetweenthemethodsoftheclassicPIDcontrolandthefuzzycontrolbySIMULINK.Membershipfunctionoffuzzycontroller,controlrules,andthefunctionofquantizesandscalefactorinthefuzzycontrolprocessarealsodiscussedinthispaper.Keywords:MATLAB;

6、Fuzzycontrol;PID;SIMULINKsimulation........目录绪论11控制理论算法53.1PID控制规律53.1PID控制器原理53.153.1.3微分（D）控制53.2传统PID控制过程51模糊控制11.1模糊控制的背景及意义11.2模糊控制的基本理论11.3模糊控制的基本结构11.4模糊控制的组成11.5模糊控制的运行模型11.6模糊控制与SIMULINK的12基于MATLAB的模糊控制仿真22.1模糊控制器的设计22.1模糊集合及论域的定义22.2模糊控制规则确定42.3仿真曲线54比较7参考文献8致9......

7、..绪论模糊控制器由三个环节组成：用于输入信号处理的模糊量化和模糊化环节，模糊控制算法功能单元，以及用于输出解模糊化的模糊判决环节。模糊控制具有良好的控制性能，关键是要有一个完善的控制规则。然而由于模糊规则是人们对过程或对象模糊信息的归纳，对高阶、非线性、大时滞、时变参数以及随机干扰严重的复杂控制过程，人们往往难以总结完整的经验，在某些情况下非常粗糙使一个简单的模糊控制，难以适应不同的工作状态，影响了控制的效果。在传统的控制领域里，控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的最主要因素，系统动态的信息越详细，则越能达到精确控制的目的。经典控制理论和现

8、代控制理论，在面对现代系统的复杂性，测量的不确定性以及系统动力学的不确定的实际问题时显得无能为力。而基于模糊语言描述控制规