基于MATLAB的水箱水位模糊控制精选.docVIP

目 录 前言 1．模糊控制概述 1.1模糊控制的产生及特点······························ 3 1.2 模糊控制技术的发展································ 4 1.3 模糊控制理论的研究现状···························· 5 2.模糊推理原理 2.1模糊控制的基本工作原理······························6 3.基于MATLAB的水箱供水模糊控制 3.1水箱水位模糊控制系统设计·························· 8 小结················································ 16 参考文献··········································· 17 前 言 随着社会经济的迅速发展，水对人们生活与工业生产的影响越来越重要，尤其是近几年，随着居民生活水平的显著提高和城市化进程的加快，居民生活用水和工业用水增长幅度加大，原有的供水系统已经不能满足人们的需求。为了保证正常的供水，这里应用模糊控制技术，实现对水箱水位的自动控制。 3、基于MATLAB的水箱供水模糊控制 3.1水箱水位模糊控制系统设计 本系统设计基于MATLAB图形模糊推理系统，设计步骤如下： 打开MATLAB，输入指令fuzzy，打开模糊逻辑工具箱的图形用户界面窗口，新建一个Mamdani模糊推理系统。 图3.1 在FIS Editor窗口中新建水位控制模糊推理系统 增加一个输入变量，将输入变量命名为水位误差、误差变化，将输出变量命名为阀门开关速度。这样就建立了一个两输入单输出的模糊推理系统，保存为shuixiang.fis。 图3.2 增加一个输入变量 设计模糊化模块：设水位误差的论域为[-1 1]，误差变化的论域为[-0.1 0.1]； 两个输入量的模糊集都定为5个：其中水位误差定为高、偏高、合适、偏低、低五等；参数分别为[0.3 -1]、[0.3 -0.5]、[0.3 0]、[0.3 0.5]、[0.3 1]； 图3.3 设计水位误差模块 误差变化分为大、偏大、合适、偏小、小五等。参数分别为[0.03 -0.1]、[0.03 -0.05]、[0.03 0]、[0.03 0.05]、[0.03 0.1]， 隶属度函数均为高斯函数。 图3.4 设计误差变化模块 阀门的开关速度定为5等：快开、慢开、不动、慢关、快关。参数分别为[-0.25 0 0.25]、[0 0.25 0.5]、[0.25 0.5 0.75]、[0.5 0.75 1]、[0.75 1 1.25]。论域为[-1 1]。隶属度函数为三角形函数。 图3.5 设计输出模块 （4）设置模糊规则：打开Ruel Editor窗口，通过选择添加模糊规则： 1）if(水位误差is高)and(误差变化is大)then(阀门开关速度is快关) 2) if(水位误差is高)and(误差变化is偏大)then(阀门开关速度is快关) 3) if(水位误差is高)and(误差变化is合适)then(阀门开关速度is慢关) 4) if(水位误差is高)and(误差变化is偏小)then(阀门开关速度is慢关) 5) if(水位误差is高)and(误差变化is小)then(阀门开关速度is慢关) 6) if(水位误差is偏高)and(误差变化is大)then(阀门开关速度is快关) 7) if(水位误差is偏高)and(误差变化is偏大)then(阀门开关速度is快关) 8) if(水位误差is偏高)and(误差变化is合适)then(阀门开关速度is慢关) 9) if(水位误差is偏高)and(误差变化is偏小)then(阀门开关速度is慢关) 10) if(水位误差is偏高)and(误差变化is小)then(阀门开关速度is慢关) 11) if(水位误差is合适) then(阀门开关速度is不动) 12) if(水位误差is偏低)and(误差变化is大)then(阀门开关速度is快开) 13) if(水位误差is偏低)and(误差变化is偏大)then(阀门开关速度is快开) 14) if(水位误差is偏低)and(误差变化is合适)then(阀门开关速度is慢开) 15) if(水位误差is偏低)and(误差变化is偏小)then(阀门开关速度is慢 16) if(水位误差is偏低)and(误差变化is小)then(阀开)门开关速度is慢开) 17) if(水位误差is低))then(阀门开关速度is快开) 这17条规则的权重都为1. 图3.6 定义、修改模糊规则 通过曲面观察器可以清晰的看见水箱液位模糊