模糊逻辑控制器结构与设计(matlab)

● 模糊控制系统的设计关键问题 (1)模糊策略及其模糊算子的解释 (2)论域的离散化和规范化；输入输出空间的模糊分割；基本模糊集合隶属度函数的选择 (3)过程状态变量(输入)和模糊控制变量(输出)的选择；模糊控制规则的来源及演绎；模糊控制规则的类型及其一致性、交互性和完整性 (4)模糊隐含的定义；连接语句符and和also的解释；复合算子的定义；推理机制的确定。 (5)去模糊化策略及去模糊化算子的解释 设计一模糊控制器使其超调量不超过1%，输出的上升时间<0.3。 步骤 1. 确定e，de和u的论域 2. e，de和u语言变量的选取 3. 规则的制定 4. 推理方法的确定 1. 根据系统实际情况，选择e，de和u的论域 e range : [-1 1] de range: [-0.1 0.1] u range: [0 2] 2. e，de和u语言变量的选取 e 8个：NB,NM,NS,NZ,PZ,PS,PM,PB de 7个：NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB U 7个：NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB 4. 隐含和推理方法的制定 隐含采用 ‘mamdani’方法: ‘max-min‘ 推理方法， 即 ‘min‘ 方法 去模糊方法：面积中心法。 选择隶属函数的形式：三角型 * 模糊控制的基本原理和方法 ● 模糊逻辑控制器的基本结构 ● 模糊控制系统的设计 ● PID 控制器模糊增益调节 ● 模糊系统的稳定性分析 ●利用MATLAB设计模糊控制器 ● 模糊逻辑控制器的基本结构 输出 设定值 ▲模糊化部件 ▲知识库 ▲决策逻辑—模糊控制系统的核心 ▲去模糊化部件 模糊控制中，模糊系统行为按专家知识，以语言规则描述： 多输入多输出(MIMO)转化为多输入单输出(MISO)。 一般规则表示如下： 1. 模糊化的两种策略 ▲ 采用单点模糊化(不考虑检测量被噪声污染) ▲ 选择合适的模糊函数 ☆ 考虑噪声的概率密度函数。使 ☆ 对应于输入测量(确定的)的范围，语言变量域中应取多少元素，即xi 中，i 取何值？一般5~30。 变量标尺的变换(映射) 温度偏差论域取{－7，－6，…….,7} 元素多：可以处理狭窄的模糊集合，存储量大 ☆ 模糊变量术语集合的数目选取。在细分和粗分之间进行折中。一般为2~10。 2. 模糊规则的合理调整 按照系统的动态行为可以合理地选择和确定模糊规则： a b c d e f g h i j k l m i ii iii iv v vi vii viii ix x x i xii 8 根据e和△e的方向和大小，选择控制量的增量△u的大小和方向。 有四种情况： 有交叉点和峰、谷点。 控制规则求出原理： 1。如果e和△e二者都为零，△u=0, 保持现状。 2。如果e以满意的速率趋向零， △u=0, 保持现状。 3。如果e不是自校正， △u不为零，取决于e和△e的符号和大小。 ●对交叉点， △u符号和△e符号一样。 ●对峰、谷点，△u符号和e符号一样。 6 ● ● ● ● 根据以上规则，我们可以选择和设计模糊控制器 的规则表 6 设置点 ZE ZE ZE 13 l PS PS ZE 12 h PM PM ZE 11 d PB PB ZE 10 k NS ZE NS 9 g NM ZE NM 8 c NB ZE NB 7 j NS NS ZE 6 f NM NM ZE 5 b NB NB ZE 4 i PS ZE PS 3 e PM ZE PM 2 a PB ZE PB 1 参 考 点 △u △e e 规则号 vi NS PS NS 19 v PS NS PS 18 iv PM PB NS 17 iii PM PB NB 16 ii(超调) NM NB NB 15 i(上升时间) PM NS PB 14 参 考 点 △u △e e 规则号 关于语言相平面方法调整规则 调节K1 ,K2 ,K3 可以修正规则。 什么叫语言相平面？ 按误差e(E) 和误差变化△e(△E)语言值和相应的规则，构成语言 相平面E ×△E, 什么叫语言轨迹？ 在相平面中，隶属函数为最大的点的连线， 改变K1 ,K2 ,K3 改变相应语言轨迹，就可调节系统的动态行为(品质)。 13 13 ●K1,K2,K3 E E △E