切换式模糊控制器..docVIP

切換式模糊控制器 一.前言 本篇文章提出一種具有切換能力的模糊控制器架構,藉由不同的切換區域,使模糊控制器能在不同的目標區域中,切換到適當的輸入輸出比例因數(Scaling factors),使系統達到滿意的響應,即小的超越量(overshoot),小的穩態誤差(steady state error ),與快速的上升時間(rise time). 二.切換式模糊控制器的架構 圖1.切換式模糊控制器 (1)參數說明: k:取樣間隙 s:設定點,追蹤目標值 e(k):誤差量 ce(k):誤差變化量 cce(k):誤差變化量的變化量 u(k):控制輸入訊號 cu(k):增加的控制輸入訊號 :比例因數 u(k)=u(k-1)+cu(k) Plant: (2)模糊控制器 模糊化界面: 圖2.(a) 為e,ce,cce前提部之歸屬函數. 模糊控制規則:(圖2.Table 1) IF e is Ei and ce is CEi and cce is CCEi THEN cu is Cui 解模糊化界面: vi為結論部之值如圖2.(b) 為 圖2. (2)切換器設計: 由受控程序輸出y(k)與設定目標s的距離大小設定了五個切換區域如下: y(k)0.2s (大加速區) 0.2sy(k)0.5s (小加速區) 0.5sy(k)0.7s (大減速區) 0.7sy(k)0.9s (小減速區) 0.9sy(k) (穩定區) 並由Table 2,Table 3.得到控制器的輸入Ke,Kce,Kcce與輸出Kcu ,4個比例參數. 三.模擬結果 圖3.依照本篇提供的所有參數表所得結果 圖4.將Table 3.的設定值s換成誤差e所得結果 觀察圖3.與圖4.的結果有些不同,因為由Table 3.可知在s=0時,Ku=0,cu(k)=0,不能反映真正的誤差,輸出所要求的值到Plant的輸入,所以將Table 3.設定值s換成誤差e ,可得與本篇較相同的模擬結果. 圖2.模擬結果之t,u,y,e數據如下所示 t u y e 0 0 0 20 1 0.889172 6.71E-05 19.99993 2 17.09006 8.608431 11.39157 3 19.84098 18.48575 1.514254 4 20.00094 20.29544 -0.29544 5 19.77075 20.40507 -0.40507 6 19.60471 20.21366 -0.21366 7 19.53059 20.08165 -0.08165 8 19.50559 20.02365 -0.02365 9 19.49946 20.00432 -0.00432 10 19.49882 19.99967 0.000334 11 19.49919 19.99923 0.000769 12 19.49952 19.99956 0.000441 13 19.49971 19.99979 0.00021 14 19.49976 19.99997 2.67E-05 15 19.49976 19.99997 2.67E-05 16 19.49976 19.99997 2.67E-05 17 19.49976 19.99997 2.67E-05 18 19.49976 19.99997 2.67E-05 19 19.49976 19.99997 2.67E-05 20 19.49976 19.99997 2.67E-05 21 19.02744 19.99994 -19.9999 22 8.778451 15.51663 -15.5166 23 3.001767 6.833609 -6.83361 24 0.754832 2.327366 -2.32737 25 0.087259 0.573206 -0.57321 26 -0.04202 0.060828 -0.06083 27 -0.02964 -0.03467 0.034665 28 0.001973 -0.01612 0.016117 29 0.006052 0.004046 -0.00405 30 0.003169 0.004826 -0.00483 31 0.00121 0.002501 -0.0025 32 0.000349 0.000941 -0.00094 33 6.34E-05 0.000268 -0.00027 34 -5.08E-06 4.69E-05 -4.69E-05 35 -1.10E