模糊控制程序实例.docVIP

5.2.2.6 模糊控制器设计实例 1、单输入模糊控制器的设计 【例5.12】已知某汽温控制系统结构如图5.10所示，采用喷水减温进行控制。设计单输入模糊控制器，观察定值扰动和内部扰动的控制效果。 图5.10 单回路模糊控制系统 按表5-2确定模糊变量E、U的隶属函数，按表5-3确定模糊控制规则，选择温度偏差e、控制量u的实际论域：，则可得到该系统的单输入模糊控制的仿真程序如FC_SI_main.m所示，仿真结果如图5.11所示。 设温度偏差e、控制量u的实际论域：，选择e、u的等级量论域为 量化因子。 选择模糊词集为{NB,NS,ZO,PS,PB}，根据人的控制经验，确定等级量E，U的隶属函数曲线如图5-8 所示。根据隶属函数曲线可以得到模糊变量E、U的赋值表如表5-3所示。 图5-8 E，U的隶属函数曲线 表5-3 模糊变量E、U的赋值表(μ) 等级量 　μ E、U -3 -2 -1 0 1 2 3 PB 0 0 0 0 0 0.5 1 PS 0 0 0 0 1 0.5 0 ZO 0 0 0.5 1 0.5 0 0 NS 0 0.5 1 0 0 0 0 NB 1 0.5 0 0 0 0 0 依据人手动控制的一般经验，可以总结出一些控制规则，例如： 若误差E为O，说明温度接近希望值，喷水阀保持不动； 若误差E为正，说明温度低于希望值，应该减少喷水； 若误差E为负，说明温度高于希望值，应该增加喷水。 若采用数学符号描述，可总结如下模糊控制规则： 若E负大，则U正大； 若E负小，则U正小； 若E为零，则U为零； 若E正小，则U负小； 若E正大，则U负大。 写成模糊推理句: if E=NB then U=PB if E=NS then U=PS if E=ZO then U=ZO if E=PS then U=NS if E=PB then U=NB 由上述的控制规则可得到模糊控制规则表，如表5-4所示。 表5-4 模糊控制规则表 E NB NS ZO PS PB U PB PS ZO NS NB 模糊控制规则实际上是一组多重条件语句，它可以表示从误差论域E到控制量论域U的模糊关系R。 按着上述控制规则，可以得到该温度偏差与喷水阀门开度之间的模糊关系： 计算模糊关系矩阵R的子程序如F_Relation_1.m所示。 %模糊关系计算子程序F_Relation_1.c function [R,mfe,mfu,ne,nu,Me]=F_Relation_1 %#############################输入模糊变量赋值表(表5-3)############################ ne=7;%等级量e的个数 nu=7;%等级量u的个数 Me=[0 0 0 0 0 0.5 1;0 0 0 0 1 0.5 0;0 0 0.5 1 0.5 0 0; 0 0.5 1 0 0 0 0;1 0.5 0 0 0 0 0]; Mu=Me; %##定义模糊变量及其语言值 1=PB,2=PS,3=O,4=NS,5=NB，并输入模糊控制规则表（表5-4）## mfc=5;%模糊变量E的语言值个数，控制规则表列数 E=[5 4 3 2 1]; UC=[1 2 3 4 5]; %########################计算R=E×U############################################### R=zeros(ne,nu); for i=1:mfc iu=UC(i); ie=E(i); for k=1:ne for l=1:nu if Me(ie,k)Mu(iu,l) Reu(k,l)=Me(ie,k); else Reu(k,l)=Mu(iu,l); end end end for k=1:ne for l=1:nu if Reu(k,l)R(k,l) R(k,l)=Reu(k,l); end end end end 运行结果如下：  由此，可以得到各种输入时，模糊控制器的输出： 单输入时： （5-5） 双输入时：