系统的模糊控制MATLAB实现.pdf

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1、.智能控制大作业第一次大作业姓名：周庆强学号：1140810106哈尔滨工业大学2017年5月25日'..题目：1对一个系统G(s)=，假设给系统一个阶跃值r=30，采样时间为1s，系10s+1统的初始值为r(0)=0，利用常规的模糊控制器对系统进行控制。思路：在仿真系统中，不需要考虑信号的A/D和D/A转换，模糊控制系统框图如下：1、选择观测量和控制量将偏差e，即当前位置-目标目标，作为观察量（输入量）1，%将偏差的变化量ec，即e(t)-e(t-1)，作为观察量（输入量）2，选取阀门开度u为控制量。2、输入量和输出量的模糊化将偏差e划分为5个模糊集，负大(NB)、负

2、小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正大(PB)，e为负表示当前水位低于目标水位，e为正表示当前水位高于目标水位。设定e的取值范围为[-3，3]，隶属度函数如下。'..同理，将偏差的变化量ec划分为5个模糊集，负大(NB)、负小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正大(PB)，ec为负表示该时刻水位比上一时刻水位小，ec为郑表示该时刻水位比上一时刻水位大，。设定ec的取值范围为[-3，3]，隶属度函数如下。'..同样将控制量u划分为5个模糊集，负大(NB)、负小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正大(PB)，u为负表示减小控制量，u为正表示增大控制量。设定u的取值范

3、围为[-4，4]，隶属度函数如下。3、制定模糊规则模糊规则的制定是模糊控制的核心内容，控制性能的好坏很大程度上由模糊规则决定，本文主要是根据经验来制定相应的规则。ecuNBNSZOPSPBeNBPBPBPBPBPBNSPBPBPSPSZOZOPBPSZONSNBPSZOPSNSNBNBPBNBNBNBNBNB将上述用语言描述的规则转化为“IFA，THENB”的语句如下：1.If(eisNB)and(ecisNB)then(uisPB)。2.If(eisNB)and(ecisNS)then(uisPB)。3.If(eisNB)and(ecisZO)then(uisPB)。

4、4.If(eisNB)and(ecisPS)then(uisPB)。5.If(eisNB)and(ecisPB)then(uisPB)。'..6.If(eisNS)and(ecisNB)then(uisPB)。7.If(eisNS)and(ecisNS)then(uisPB)。8.If(eisNS)and(ecisZO)then(uisPS)。9.If(eisNS)and(ecisPS)then(uisPS)。10.If(eisNS)and(ecisPB)then(uisZO)。11.If(eisZO)and(ecisNB)then(uisPB)。12.If(eisZO

5、)and(ecisNS)then(uisPS)。13.If(eisZO)and(ecisZO)then(uisZO)。14.If(eisZO)and(ecisPS)then(uisNS)。15.If(eisZO)and(ecisPB)then(uisNB)。16.If(eisPS)and(ecisNB)then(uisZO)。17.If(eisPS)and(ecisNS)then(uisPS)。18.If(eisPS)and(ecisZO)then(uisNS)。19.If(eisPS)and(ecisPS)then(uisNB)。20.If(eisPS)and(eci

6、sPB)then(uisNB)。21.If(eisPB)and(ecisNB)then(uisNB)。22.If(eisPB)and(ecisNS)then(uisNB)。23.If(eisPB)and(ecisZO)then(uisNB)。24.If(eisPB)and(ecisPS)then(uisNB)。25.If(eisPB)and(ecisPB)then(uisNB)。4、进行模糊决策我们最终需要获得的控制量u即为模糊控制的输出，u可由两个输入量（偏差矩阵e和偏差矩阵ec）和模糊关系矩阵R合成得到。??=(??andec)°R根据制定的模糊规则，通过相应的模糊

7、集合运算，可得到模糊关系集合R。R定义为：Ri=(ei????????????)→????即：μRi=μ(AiandBi)→????输出模糊量：????=(eiandeci)°Ri5、控制量的反模糊化我们模糊决策得到的控制量u是一个矩阵，并不能直接应用在工程上，因此需要将u解释为实际中的特定行为，即反模糊化操作。目前常用的反模糊化方法有以下几种：'..（1）最大隶属度法----计算简单控制要求不高场合（2）重心法----输出更平滑（3）加权平均法----工业上应用最广泛本设计中采用第三种方法：加权平均法。6、matlab实现系统结构如图：