神经网络一模糊控制电冰箱的仿真研究.pdf

《冶金 自动化》2004年增刊 神经网络一模糊控制电冰箱的仿真研究 薛 红，周 丽 (北京工商大学信息工程学院，北京100037) [摘 要〕介绍了MATLAB软件的仿真技术在神经网络一模糊控制电冰箱的仿真研究中的应用，并用汇编语言编程实现 了制冷目标温度和制冷过程的模糊控制，以及神经网络在预冷和化霜等智能控制中的应用，进一步提高了电冰箱的智能 化水平。 关〔键词〕神经网络;模糊控制;MATLAB;仿真技术 系统仿真技术作为与计算机科学密不可分的高新技术，已成为系统分析、研究、设计及人员训练的不 可缺少的重要手段。本文在神经网络一模糊控制电冰箱的仿真研究中采用MATLAB软件的仿真技术， 仿真模糊控制系统，并训练神经网络，获得了模糊控制表和神经网络权系数，用汇编语言编程实现了制冷 目标温度和制冷过程的模糊控制，以及将神经网络应用在预冷和化霜等智能控制中，进一步提高了电冰 箱的智能化水平。 冷冻室目标温度模糊控制仿真研究 冷冻室目标温度模糊控制的仿真研究采用MATLAB模糊逻辑工具箱提供的行命令编辑模糊推理 系统进行，设计步骤如下: (1)a=newfis(H‘fuzsys) 函数newfis()用于产生新的模糊推理系统，其名称为Hfuzsyso (2)a=addvar(a,in‘put，E‘T，[一5，50]) 函数addvar0用于给系统Hfuzsys加人变量，a为模糊系统，`input’表示此变量是输人变量，变量名 称为ET，变量范围为[一5,50]。此语句将输人变量一环境温度ET加人系统。 (3)a=addmf(a,in‘put，1，N‘L，z‘mf，[5，15]) 此语句将输人变量ET的NL档的隶属函数加人系统中。其中涉及到和将涉及到的隶属函数:(a) trimf(x,[a,b,c])一三角形隶属函数，参数a,c位于三角形底部，b位于三角形顶点;(b)smf(x,[a,b])一 S曲线隶属函数，即基于样条函数曲线呈S形曲线隶属函数，参数a,b决定S型曲线的宽度;(c)zmf(x, [a,b])-z形隶属函数。同理将输人变量ET的NM,NS,OK,PS,PM,PL档的隶属函数、输人变量一温 度变化量DET及其UP,DOWN两档的隶属函数、输出变量一冷冻室目标温度TD()及其VL,L,LR, OK,HR,H,VH七档加人系统中。 (4)用addrule()函数给系统加人变量规则表，调用格式为: rulelist=[1,1,7,1,1; 1,2,6,1,1; 7,1,2,1,1; 7,2,1,1,1; ] a=addrule(a,rulelist) (5)a=setfis(a,D‘efuzzMethod，`mom) 设置解模糊方法为 m‘om— 最大隶属度平均法。 [收稿日期〕2004-06-16 作〔者简介〕薛 红(1961-)，女，河南郑州人，副教授，主要从事计算机应用、智能信息系统、人工智能等方面的教学与科研工作。 ((冶金 自动化》2004年增刊 (6)writefis(a,d‘:\zl\work\fuzzy\systerado) 存储系统。 (7)b=readfis 调出本系统。 (8)plotfis(b) 绘制本系统图。 (9)Ulist=zeros(56，10) fori=1:56 forj=1:11 DET=j一1; ET=i-6; Ulist(i,j)=evalfis([ET,DET],a); end end Ulist=ceil(Ulist) 计算控制器响应。函数evalfis()执行模糊推理运算，[ET,DET]为MXN矩阵，系统的输人数据;N 为系统模糊输人变量数;M为数据组数;a为系统矩阵。 (10)以上程序运行结果即为冷冻室目标温度模糊控制表，用于在单片机系统中进行查表。 冷冻室目标温度设定模糊控制仿真的结果所得系统图如图1所示。