《智能控制》_刘金琨_第4章.pptVIP

采用Matlab仿真，可实现污泥隶属函数的设计，仿真程序为chap4_4.m 将油脂分为三个模糊集：NG（无油脂），MG（油脂中），LG（油脂多），取值范围为[0，100]。选用如下隶属函数： 采用三角形隶属函数实现污泥的模糊化，如下图4-12所示。仿真程序同污泥隶属函数。 图4-12 油脂隶属函数 将洗涤时间分为三个模糊集：VS（很短），S（短），M（中等），L（长），VL（很长），取值范围为[0，60]。选用如下隶属函数： 采用三角形隶属函数实现洗涤时间的模糊化，如图4-13所示。 （2）二维模糊控制器 如图所示，二维模糊控制器的两个输入变量基本上都选用受控变量和输入给定的偏差E和偏差变化EC，由于它们能够较严格地反映受控过程中输出变量的动态特性，因此，在控制效果上要比一维控制器好得多，也是目前采用较广泛的一类模糊控制器。 （3）三维模糊控制器 如图所示，三维模糊控制器的三个输入变量分别为系统偏差量E、偏差变化量EC和偏差变化的变化率ECC。由于这些模糊控制器结构较复杂，推理运算时间长，因此除非对动态特性的要求特别高的场合，一般较少选用三维模糊控制器。 模糊控制系统所选用的模糊控制器维数越高，系统的控制精度也就越高。但是维数选择太高，模糊控制规律就过于复杂，这是人们在设计模糊控制系统时，多数采用二维控制器的原因。 2 多变量模糊控制器 一个多变量模糊控制器（Multiple Variable Fuzzy Controller）系统所采用的模糊控制器，具有多变量结构，称之为多变量模糊控制器。如图4-6所示。 要直接设计一个多变量模糊控制器是相当困难的，可利用模糊控制器本身的解耦特点，通过模糊关系方程求解，在控制器结构上实现解耦，即将一个多输入-多输出（MIMO）的模糊控制器，分解成若干个多输入-单输出（MISO）的模糊控制器，这样可采用单变量模糊控制器方法设计。 图4-6 多变量模糊控制器 第2节 模糊控制系统分类 1 按信号的时变特性分类 （1）恒值模糊控制系统 系统的指令信号为恒定值，通过模糊控制器消除外界对系统的扰动作用，使系统的输出跟踪输入的恒定值。也称为“自镇定模糊控制系统”，如温度模糊控制系统。 （2）随动模糊控制系统 系统的指令信号为时间函数，要求系统的输出高精度、快速地跟踪系统输入。也称为“模糊控制跟踪系统”或“模糊控制伺服系统”。 2 按模糊控制的线性特性分类 对开环模糊控制系统S，设输入变量为u，输出变量为v。对任意输入偏差Δu和输出偏差Δv，满足 ， 。 定义线性度δ，用于衡量模糊控制系统的线性化程度： 其中 ， ， 为线性化因子，m为模糊子集V的个数。 设k0为一经验值，则定义模糊系统的线性特性为：（1）当 时，S为线性模糊系统；（2）当 时，S为非线性模糊系统。 3 按静态误差是否存分类 （1）有差模糊控制系统 将偏差的大小及其偏差变化率作为系统的输入为有差模糊控制系统。 （2）无差模糊控制系统 引入积分作用，使系统的静差降至最小。 4 按系统输入变量的多少分类 控制输入个数为1的系统为单变量模糊控制系统，控制输入个数1的系统为多变量模糊控制系统。 第3节 模糊控制器的设计 3.1、模糊控制器的设计步骤 模糊控制器最简单的实现方法是将一系列模糊控制规则离线转化为一个查询表（又称为控制表）。这种模糊控制其结构简单，使用方便，是最基本的一种形式。本节以单变量二维模糊控制器为例，介绍这种形式模糊控制器的设计步骤，其设计思想是设计其他模糊控制器的基础。 1 模糊控制器的结构 单变量二维模糊控制器是最常见的结构形式。 2 定义输入输出模糊集 对误差E、误差变化EC及控制量u的模糊集及其论域定义如下： E、EC和u的模糊集均为： E、EC的论域均为：{-3，-2，-1，0，1，2，3} u的论域为：{-4.5,-3,-1.5,0,1,3,4.5} 3 定义输入输出隶属函数 模糊变量误差E、误差变化EC及控制量u的模糊集和论域确定后，需对模糊语言变量确定隶属函数，确定论域内元素对模糊语言变量的隶属度。 4 建立模糊控制规则 根据人的经验，根据系统输出的误差及误差的变化趋势来设计模糊控制规则。模糊控制规则语句构成了描述众多被控过程的模糊模型。 5 建立模糊控制表 模糊控