《第五部分模糊控制系统的MATLAB仿真》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五部分模糊控制系统的MATLAB仿真（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2 5 模糊控制仿真应用实例 一 模糊控制系统的常用实现算法 二 模糊控制系统的仿真实例 三 模糊控制和传统PID控制的结合 5 1 Simlink仿真入门 5 1 1 Matlab中的仿真模块库 5 1 2 仿真模型图的建立 1 打开模型编辑器界面 2 移入模块并予以合理布局 2 编修模块参数 名称和形状的方法 1 模块参数的编修 3 连接各模块 1 连接各模块方法 连接模块的方法 连接分支线的方法 2 插入模块方法 4 小系统的封装 1 封装方法 选中被封装的模块 进行封装 2 自定义模块的编修 1 Icon 图标 对话框 2 Parameters 参数 对话框 3 Initializat
2、ion 初始化 对话框 4 Documentation 文档 对话框 3 自定义模块的查看 PID控制系统统原理框图图 PID控制系统统仿真模型图图 PID控制系统统仿真模型封装图图 5 1 3 动态系统的Simulink仿真 1 信号源 2 显示器 1 参数设置 General菜单 坐标系数目 显示时间范围 坐标系标签 Data history 2 视频自动缩放按钮 3 控制系统的Simulink仿真 1 调整信号源的有关参数 2 调出显示器的显示屏 3 开始仿真 5 2 模糊推理系统的设计与仿真 5 2 1 模糊推理系统的图形用户界面简介 5 2 2 模糊推理系统编辑器 1 FIS编辑器界
3、面简介 菜单条和模框区 File Edit View 模糊逻辑区和当前变量区 2 FIS推理系统的编辑 3 编辑FIS的维数 4 编辑FIS输入 输出量的名称 5 编辑FIS的名称 6 编辑模糊逻辑推理的具体算法 在下部模糊逻辑区中 Sugeno型模糊推理系统编辑 器的模糊逻辑算法与Mamdani型有所不同 5 2 3 隶属函数编辑器 1 MF编辑器界面简介 2 Mamdani型FIS中隶属函数 MF 的编辑 1 编辑输入变量的论域和显示范围 2 增加覆盖输入量模糊子集的数目 编辑MF类型 编辑隶属函数的数目 3 编修隶属函数曲线 MF的命名 细化MF的类型 非标准函数MF的编修 4 编修模糊
4、子集位置 5 删除模糊子集的方法 单击 删除 3 SUGeno型FIS隶属函数MF的编辑 1 进入二维SUGeno型FIS编辑器 2 调出Sugeno型MF编辑器 5 2 4 模糊规则编辑器 1 模糊规则编辑器界面简介 2 1 Rule编辑器上的主菜单 3 2 Rule编辑器上的显示区和编辑区 4 3 Rule编辑器上的 显示带 5 4 Rule编辑器上的编辑功能按钮 2 表述模糊规则的语言和格式编辑 1 语言型 2 符号型 3 索引型 3 模糊规则的编辑方法 1 编辑一条新模糊规则的方法 2 修改模糊规则 3 删除编好的模糊规则 例题 1 确定结构 2 编辑输入变量 level 和 rate
5、 3 编辑输出量 valve 4 编辑模糊规则 5 保存液位FIS并退出FIS编辑系统 5 2 5 模糊规则观测窗 1 Rule Viewer Mamdani 的界面 2 Mamdani型和Sugeno型规则观测器比较 例 5 2 6 FIS输出量曲面观测窗 1 输出量曲面观测窗界面简介 2 利用输出量曲面观测窗进行分析研究 5 2 7 用GUI设计Mamdani型模糊系统举例 1 选择模糊控制器的结构及模糊逻辑算法 2 定义覆盖输入 输出变量的模糊子集 3 编辑模糊控制规则 4 观测模糊推理过程 4 观测模糊推理过程 5 观测清晰化方法对输出量的影响 6 观测整个论域上输出量与输入变量间的关
6、 系 5 2 8 用GUI设计Sugeno型模糊系统举例 1 选择模糊系统的结构及逻辑算法 2 定义输入 输出变量的模糊子集 1 增加一个输出函数 2 命名 3 输入参数 3 输入模糊控制规则 4 观测模糊推理过程 5 观测整个论域上输出量与输入量间的关系 5 3 模糊控制系统的设计与仿真 5 3 1 FIS与Simulink的连接 1 模糊逻辑工具箱简介 2 把FIS嵌入模糊逻辑控制器的方法 1 把FIS结构文件送入工作空间 1 在MAtlab主窗口中用指令readfis 2 在FIS编辑器中使用鼠标 2 把FIS结构文件嵌入Fuzzy Logic Controller 5 3 2 构建模糊
7、控制系统的仿真模型图 例 5 5 1 利用GUI编辑FIS结构文件 即构建模糊控 制器 2 在模型编辑器中构建模糊控制系统的仿真 模型图 3 利用模型图对系统进行仿真 按图5 80所示 调入并摆好各个模块的位置 液位模糊控制系统仿真模型图 在Comparision屏幕上出现信号源输出的方波经过 模糊控制系统前 黄色 后 红 的两条波形曲线 如图5 85所示 5 3 3 通过仿真对系统进行分析 1 Matlab中的模糊模型仿真示例 2 用仿真模型图观察系统结构 3 隶属函数对控制效果的影响 4 模糊规则对控制效果的影响 5 清晰化算法对控制效果影响 6 Sltank中模糊控制和PID控制的比较
8、MATLAB中的模糊模型仿真示例列表 MATLAB中Sltank系统统的详细结详细结 构框图图 水位PID控制系统的方波及其响应曲线 一 模糊控制系统的常用实现算法 1 定义输入和输出变量及其个数 2 定义所有变量的模糊化条件 3 设计控制规则库 4 设计模糊推理结构 5 选择解模糊判决方法 设计模糊推理结构 Mamdani法 Lorsen法 Takagi Sugeno方法 1 Mamdani方法 利用 极大 极小 合成规则定义模糊蕴含 表达的关系 例如 表达的关系 定义为 当 为 时 2 Lorsen方法 采用乘积运算作为蕴含规则 当 为 时 3 Takagi Sugeno方法 与其他模糊推
9、理不同 Takagi Sugeno型 模糊推理将去模糊化也结合到推理过程中 其输出为精确量 零阶系统 一阶系统 二 模糊控制系统控制器设计的 仿真实例 Matlab 环境的simulink工具箱 1 水位控制系统 控制目的 根据偏差调节 阀门开度 以达到调整水 位跟随设定信号 仿真实现步骤 1 分析对象 建立模型 2 确定输入变量和输出变量 3 总结控制器规则 4 建立模糊控制器 5 进行仿真 三条规则 五条规则 2 倒车实验 模糊控制器可 以实现对于卡 车倒车入位进 行调控 输入变量选择校车与入位点之间的距离 输 出变量选择转向角度 可以建立一个Sugeno型模糊系统 其输入变 量为 控制规则 当 是 远 时 当 是 近 时 3 单级倒立摆 控制目的 使得小车沿滑 轨在水平方向运动 且倒 立摆在垂直平面内稳定 三 模糊控制和传统PID控制的结合 例 被控对象为 采样时间为1ms 在第300个采样时刻加入 1 0的干扰信号 采用模糊PID控制进行控 制
