模糊逻辑工具箱在Simulink中的使用

总第４４卷第５０３期电测与仪表Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．５０３Ｎｏｖ．２００７２００７年第１１期ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对变电站电压无功综合模糊控制的仿真＊孟伟，包蕊，朴在林（沈阳农业大学信息与电气工程学院，沈阳１１０１６１）摘要：本文利用ＭＡＴＬＡＢ的模糊逻辑工具箱对实例变电站的电压无功综合控制设计模糊控制系统。

利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中的电力系统模块（ＳｉｍＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ）对实例变电站进行搭建，并将设计好的模糊控制系统与构建的变电站模型连接，完成对变电站电压无功的模糊控制，并对此运行模型得出仿真结果。

分析仿真结果，满足预先的设计思想及理论要求。

关键词：变电站；电压无功；模糊控制；仿真中图分类号：ＴＭ９３３；ＴＭ７４３文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－１３９０（２００７）１１－００１７－０４ＴｈｅｅｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｖｏｌｔａｇｅｒｅａｃｔｉｖｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｕｔｉｌｉｚｉｎｇｓｉｍｕｌｉｎｋＭＥＮＧＷｅｉ，ＢＡＯＲｕｉ，ＰＩＡＯＺａｉ－ｌｉｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎＹａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１６１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｕｓｅｓＭＡＴＬＡＢｔｈｅｆｕｚｚｙｌｏｇｉｃｔｏｏｌｂｏｘｄｅｓｉｇｎｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｅｘａｍｐｌｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｖｏｌｔａｇｅｒｅａｃｔｉｖｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌ．Ｂｕｉｌｄｔｈｅｅｘａｍｐｌｅｓｕｂｓｔａ－ｔｉｏｎｍｏｄｅｌｍａｋｉｎｇｕｓｅｏｆＳｉｍＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓｏｆＳｉｍｕｌｉｎｋ，ｃｏｎｊｕｎｃｔｉｎｇｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｅｎｂｕｉｌｔ，ｃｏｍｐｌｅｔｉｎｇｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｔｏｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｖｏｌｔａｇｅｒｅａｃ－ｔｉｖｅ，ｒｕｎｎｉｎｇｔｈｉｓｍｏｄｅｌａｎｄｅｄｕｃｉｎｇｅｍｕｌａｔｉｏｎａｌｒｅｓｕｌｔ．Ａｎａｌｙｓｉｓｉｔ’ｓｓｉｍｕｌｉｎｋｒｅｓｕｌｔ，ｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｄｅｓｉｇｎｔｈｏｕｇｈｔａｎｄｔｈｅｏｒｙｒｅｑｕｅｓｔｉｎａｄｖａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ；ｖｏｌｔａｇｅ／ｒｅａｃｔｉｖｅ；ｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌ；Ｓｉｍｕｌｉｎｋ０引言１．１．１模糊控制系统概述凡采用模糊控制器的系统称为模糊控制系统［５］。

下面用一个简单的例子作介绍：（本例不是特别针对实现什么功能，只是为了介绍方便）第一部分创建一个模糊逻辑（.fis文件）第一步：打开模糊推理系统编辑器步骤：在Commond Window 键入fuzzy回车打开如下窗口，既模糊推理系统编辑器第二步：使用模糊推理系统编辑器本例用到两个输入，两个输出，但默认是一个输人，一个输出步骤：1、添加一个输入添加一个输出得如下图2、选择Input、output(选中为红框)，在Name框里修改各输入的名称并将And method 改为prod，将Or method 改为probor提示：在命名时’_’在显示时为下标，可从上图看出。

第三步：使用隶属函数编辑器该编辑器提供一个友好的人机图形交互环境，用来设计和修改模糊推理系中各语言变量对应的隶属度函数的相关参数，如隶属度函数的形状、范围、论域大小等，系统提供的隶属度函数有三角、梯形、高斯形、钟形等，也可用户自行定义。

步骤：1、双击任何一个输入量（In_x、In_y）或输出量打开隶属度函数编辑器。

2、在左下处Range和Display Range处添加取值范围，本例中In_x和In_y的取值范围均为[0 10], Out_x和Out_y的取值范围均为[0 1]3、默认每个输入输出参数中都只有3个隶属度函数，本例中每个输入输出参数都需要用到五个，其余几个需要自己添加：选中其中一个输入输出参数点击Edit菜单，选Add MFS…打开下列对话框将MF type设置为trimf(三角形隶属度函数曲线，当然你也需要选择其他类型) 将Number of MFs设置为2点击OK按钮同样给其他三个加入隶属度函数4、选中任何一个隶属度函数（选中为红色），在Name中键入名称，在Type 中选择形状，在Params中键入范围，然后回车如下图：5、关闭隶属函数编辑器第四步：使用规则编辑器通过隶规则编辑器来设计和修改“IF...THEN”形式的模糊控制规则。

simulink工具箱的基本操作流程
以下是Simulink工具箱的基本操作流程：
1. 打开MATLAB软件，并在工具栏中选择Simulink。

2. 创建一个新的模型，这可以通过单击“新建模型”按钮、选择“文件”菜单中的“新建”选项或者使用键盘快捷键Ctrl+N来完成。

3. 从“Simulink库”窗口中拖动和放置所需的模块，如输入、输出、运算符和信号传输模块等。

4. 连接这些模块，这可以通过从一个模块的输出端口拖动线连接到另一个模块的输入端口来完成。

5. 配置模块的参数和属性，这可以通过双击模块、打开属性对话框、或使用右键菜单来完成。

6. 运行模型，这可以通过单击“运行”按钮或者使用快捷键F5来完成。

7. 分析和调试模型的输出结果，这可以通过查看输出信号的图形表示、使用模型测试器验证模型的正确性、或者使用Simulink工具箱中的其他分析工具来完成。

8. 保存模型，这可以通过选择“文件”菜单中的“保存”选项、使用快捷键Ctrl+S、或者单击“保存”按钮来完成。

9. 导出模型，这可以通过选择“文件”菜单中的“导出”选项、使用右键菜单或者使用Simulink工具箱中的其他导出工具来完成。

以上是Simulink工具箱的基本操作流程，用户可以根据实际需求进行相应的操作和设置。

1模糊PID用命令Fuzzy打开模糊控制工具箱。

Anfisedit打开自适应神经模糊控制器，它用给定的输入输出数据建个一个模糊推理系统，并用一个反向传播或者与最小二乘法结合的来完成隶属函数的调节。

Surfview(newfis)可以打开表面视图窗口8.1 模糊PID 串联型新建一个simulink模型同时拖入一个fuzzy logic controller 模块，双击输入已经保存的fis模糊控制器的名字。

由于这个控制模块只有一个输入端口，需要用到mux模块。

模糊结合PID,当输出误差较大时，用模糊校正，当较小时，用PID校正。

8.2 模糊自适应PID（1）PID 参数模糊自整定的原则PID 调节器的控制规律为: u( k) = Kp e( k) + Ki Σe( i) + Kd ec( k)其中: Kp 为比例系数; Ki 为积分系数; Kd为微分系数; e( k) 、ec( k) 分别为偏差和偏差变化率.模糊自整定PID 参数的目的是使参数Kp 、Ki 、Kd随着e 和ec 的变化而自行调整,故应首先建立它们间的关系. 根据实际经验,参数Kp 、Ki 、Kd在不同的e 和ec 下的自调整要满足如下调整原则:(1) 当e 较大时,为加快系统的响应速度,防止因开始时e 的瞬间变大可能会引起的微分溢出,应取较大的Kp 和较小的Kd ,同时由于积分作用太强会使系统超调加大,因而要对积分作用加以限制,通常取较小的Ki值;(2) 当 e 中等大小时,为减小系统的超调量, 保证一定的响应速度, Kp 应适当减小;同时Kd 和Ki的取值大小要适中;(3) 当e 较小时,为了减小稳态误差, Kp 与Ki 应取得大些,为了避免输出响应在设定值附近振荡,同时考虑系统的抗干扰性能,Kd 值的选择根据|ec|值较大时，Kd 取较小值，通常Kd 为中等大小。

同时按照需要,将输入语言变量E 和EC 分为7 个模糊子集,分别用语言值正大( PB) 、正中( PM) 、正小( PS) 、零(Z) 、负小(NS) 、负中(NM) 、负大(NB) 来表示,它们的隶属函数为高斯型(gaussmf) ,输出语言变量Kp′、Ki′、Kd′用语言值小正大( PB) 、正中( PM) 、正小( PS) 、零(Z) 、负小(NS) 、负中(NM) 、负大(NB) 来表示隶属函数为三角型(t rimf) ,方法二：图-1模糊自适应simulink模型根据各模糊子集的隶属度赋值表和各参数模糊控制模型，应用模糊合成推理设计分数阶PID参数的模糊矩阵表，算出参数代入下式计算：Kp=Kp0+(E，EC)p;Ki=Ki0+(E，EC)I;Kd=Kd0+(E，EC)d式中：Kp0、Ki0、Kd0为PID参数的初始设计值，由传统的PID控制器的参数整定方法设计。

文章编号:1001-9227(2000)02-0019-03基于MAT LAB(SI MULINK)的模糊控制系统计算机仿真燕山大学(河北秦皇岛,066004)　方一鸣　焦晓红　庄开宇　张克勤 摘　要:将MAT LAB的FUZZY T OOLBOX中的模糊推理系统(Fuzzy Inference System)编辑器与SIMULINK有机地结合起来,充分利用它们各自的优势,方便地实现了模糊控制系统(FCS)的计算机仿真,从而克服了对复杂控制律无法直接应用SIMULINK进行仿真的缺点,拓宽了SIMULINK的应用范围。

关键词:模糊控制　模糊推理系统　计算机仿真AB STRACT:The organic combination of SIMULINK and Fuzzy Inference system editor in the FUZZY T OOLBOX of MAT LAB makes their advantages be fully played and the computer simulation of fuzzy control system be easily realized,and thus overcomes the shortages that the SIMULINK can not be directly used to realize the simulation to the complex control and promotes its applications.KEYWORDS:Fuzzy control　Fuzzy inference System　C omputer Simulation中图分类号:TP273+.4文献标识码:B0　引　言控制系统计算机仿真是应用现代科学手段对控制系统进行科学研究的十分重要的手段之一。

进入80年代以来,几乎所有控制系统的高品质控制均离不开系统仿真研究。

下面用一个简单的例子作介绍：（本例不是特别针对实现什么功能，只是为了介绍方便）第一部分创建一个模糊逻辑（.fis文件）第一步：打开模糊推理系统编辑器步骤：在Commond Window 键入fuzzy回车打开如下窗口，既模糊推理系统编辑器第二步：使用模糊推理系统编辑器本例用到两个输入，两个输出，但默认是一个输人，一个输出步骤：1、添加一个输入添加一个输出得如下图2、选择Input、output(选中为红框)，在Name框里修改各输入的名称并将And method 改为prod，将Or method 改为 probor提示：在命名时’_’在显示时为下标，可从上图看出。

第三步：使用隶属函数编辑器该编辑器提供一个友好的人机图形交互环境，用来设计和修改模糊推理系中各语言变量对应的隶属度函数的相关参数，如隶属度函数的形状、围、论域大小等，系统提供的隶属度函数有三角、梯形、高斯形、钟形等，也可用户自行定义。

步骤：1、双击任何一个输入量（In_x、In_y）或输出量打开隶属度函数编辑器。

2、在左下处Range和Display Range处添加取值围，本例中In_x和In_y的取值围均为[0 10], Out_x和Out_y的取值围均为[0 1]3、默认每个输入输出参数中都只有3个隶属度函数，本例中每个输入输出参数都需要用到五个，其余几个需要自己添加：选中其中一个输入输出参数点击Edit菜单，选Add MFS…打开下列对话框将MF type设置为trimf(三角形隶属度函数曲线，当然你也需要选择其他类型) 将Number of MFs 设置为2点击OK按钮同样给其他三个加入隶属度函数4、选中任何一个隶属度函数（选中为红色），在Name 中键入名称，在Type 中选择形状，在Params中键入围，然后回车如下图：5、关闭隶属函数编辑器第四步：使用规则编辑器通过隶规则编辑器来设计和修改“IF...THEN”形式的模糊控制规则。

收稿日期:2000207203　基金项目:河南省教委自然科学基金项目(97465001)　作者简介:王东云(19642),男(汉族),湖南津市人,中原工学院电气工程系副教授、工学博士.　第11卷第4期郑州纺织工学院学报V ol.11　N o.42000年12月JOURNA L OF ZHENGZH OU TEXTI LE INSTITUTE Dec.,2000 文章编号:100724945(2000)0420001204模糊控制系统的MAT LAB ΠSI MULINK 仿真与分析王东云1,凌德麟2(1.中原工学院电气工程系;2.中原工学院院部,河南郑州　450007)摘要:　针对M AT LAB ΠSI M U LI NK 的模糊控制工具箱的使用方法和应用的相关文献尚未见到的情况,介绍了基于M AT 2LA B ΠSI M U LI NK 的模糊控制系统仿真分析的方法与步骤.在仿真的基础上,研究了量化因子、比例因子对模糊控制性能的影响.关　键　词:　M AT LAB ΠSI M U LI NK;模糊推理系统;模糊控制;隶属度函数中图分类号:TP273.5 文献标识码:A MAT LAB 软件自1984年由美国的Math W orks 公司推出以来,其应用范围越来越广泛.目前的MAT LAB 已经成为国际上最为流行的软件之一[1].它除了传统的交互式编程之外,还提供了丰富的矩阵运算、图形绘制、数据处理、图像处理、方便的Windows 编程等便利工具.另外,MAT LAB 有很强的开放性,针对不同的应用学科,在MAT LAB 上可以推出不同的工具箱,这样就大大扩展了MAT LAB 的运用范围.目前,已经推出了控制系统的工具箱、系统辨识工具箱、神经网络工具箱、信号处理工具箱及模糊推理系统工具箱等许多学科性的工具箱,但针对具体的学科性的工具箱的使用方法和应用的相关文献尚未见到.因此本文详细介绍了利用MAT LAB5.0模糊推理工具箱,进行模糊控制系统的仿真与分析的方法与步骤.1　MAT LAB ΠSIMU LINK 简介MAT LAB 语言是一种面向科学与工程计算的高级语言,基本语法单元是矩阵.变量的赋值采用:变量=表达式的形式,变量有全局变量和局部变量两种.MAT LAB 的数据结构非常简单,只有数据变量和字符变量两种.MAT LAB 语言有三种基本的程序结构:顺序结构、循环结构及分支结构.其中循环结构有FOR -E ND 循环和WHI LE -E ND 循环两种.FOR -E ND 循环的一般形式为:FOR x =表达式(形如x =起点:步长:终点)循环体E ND WHI LE -E ND 循环的一般形式为:WHI LE 表达式(表达式非零,则执行循环体)循环体E ND 分支、结构的一般形式为:IF (表达式(非零)) 语句体　1E LSE 语句体　2E NDMAT LAB 的M 文件在功能上可分为两种类型:文本文件和函数文件.这两种文件都是ASCII 码的文本格式.文本文件包含一系列专门的MAT LAB 语句,当运行一个文本文件时,将自动执行一系列命令直至给出最终结果,而不是交互地等待键盘输入,如M 文件的第一行包“FUNCTI ON ”,则这个文件就是函数文件.其一般形式:FUNCTI ON[输出函数1,输出函数2,…]=函数名(输入参数1,输入参数2,…).函数调用格式:[输出参数1,输出参数2,…]=函数名(输入参数1,输入参数2,…).M A T LA B 有很强的绘图功能,用命令plot ()实现.SI MU LI NK 子库是一个建模、分析各种物理和数学系统的软件.它用框图表示各系统的各个环节,用带方向的连线表示各环节的输入输出关系.SI M U LI NK 的启发十分丰富,只需在命令窗口键入“SI M U LI NK ”命令,此时出现一个SI M U LI NK 窗口,包含七个模型库和一个DE M OS ,分别是:信号源库、输出库、离散系统库、线性系统库、非线性系统库及扩展系统库.在这些库中你可以找到你所需的每个环节,必要时,你还可以建立自己的环节库.具体方法可参见文献[2].2　利用M A T LA B 建立模糊控制仿真系统2.1　利用图形编辑器编辑模糊推理系统(FIS )在MAT LAB 的命令状态下键入Fuzzy.模糊推理系统图形编辑器如图1所示.它显示了模糊推理系统的高层信息.在顶部有一标名为输入和输出的系统图表,通过双击输入或输出框,产生隶属函数编辑器;双击图表中心的模糊规则框,产生规则编辑器.图1　模糊推理系统图形编辑器 图表的下方是显示当前FIS 名的文本区.窗口的左下角有一系列弹出菜单使你能定义用于模糊隐含程序的变量函数,右下方是提供关于当前变量信息的区域.通过单击输入或输出框来决定当前变量.如此我们构造了一个模糊推理系统,即建立了模糊控制器的输入输出变量名称、个数、变量的论域、分档、隶属度函数的形式、模糊运算方法、去模糊的方法、模糊规则集等.实际上我们可以利用show fis ()函数来查阅有关模糊推理系统的信息.另外还可以给刚刚建立的模糊推理系统取个名字,如:Firstfis.2.2　利用SIMU LINK 的图形编辑器构造模糊控制系统图2为一常规模糊控制系统.图2　常规的模糊控制系统结构其中:K 1、K 2为量化因子;K 3为比例因子.对如图2所示的模糊控制系统我们可以使用SI M 2U LI NK 的图形编辑器构造出,其步骤如下:(1)键入simulink ,进入SI MU LI NK 的图形编辑器.(2)在File ΠNew 下建立一个M odel 文件.(3)根据控制系统结构,利用SI MU LI NK 的图形编辑器,从SI MU LI NK 的模型库中“拖出”所需的各个环节,如在Blockets &T oolboxes 中的SI MU LI NK Fuzzy 库中,我们可以“拖出”Fuzzy logical controller ,在Linear 库或其它库中,我们可以设定控制对象.最后我们可以构造出所需的控制系统(见图3).图3　模糊控制系统控制框图 注意在“拖出”所需的各个环节后,可以设置各环・2・ 郑州纺织工学院学报 2000年　第11卷　节的参数.如设置比例环节的比例系数等.注意在设置模糊控制器时,要把在第一步建立的模糊推理系统与之统一起来,这样就可以在仿真时使用.这时我们可以使用MAT LAB 命令:afuzzycontroller =readfis (‘firstfis ’)其中firstfis 为在第一步建立的模糊推理系统名,接下来我们可以开始仿真.3　基于MAT LAB 的模糊控制仿真分析实例 对图2的一个经典的二维模糊逻辑控制器,比例因子K 1和K 2分别相当于模糊控制的比例作用和微分作用的系数,K 3则相当于总的放大倍数[3,4].K 1,K 2增大,相当于控制器的比例作用、微分作用增强;而K 3增大,相当于控制器的放大倍数加大.如图4为不同K 1时系统的阶跃响应.如图5为不同K 3时系统的阶跃响应.由以上仿真结果,我们不难分析出量化因子和比例因子对控制系统性能的影响:图4　K 1为不同值的系统响应图5　K 3为不同值的系统响应 (1)K 1越大,系统调节惰性越小,上升速率越快.(2)K 1过大,系统上升速率过大,产生的超调大,使调节时间增长,严重时还会产生振荡乃至系统不稳定.(3)K 1过小,系统上升速率较小,系统调节隋性变大,同时也影响系统的稳态性能,使稳态精度降低.(4)K 3增大,相当于系统总的放大倍数增大,系统的响应速度加快.(5)K 3过大,会导致系统输出上升速率过大,从而产生过大的超调乃至振荡和发散.(6)K 3过小,系统的前向增益很小,系统输出上升速率较小,快速性变差,稳态精度变差.4　结　语利用MAT LAB 来实现模糊控制器的仿真分析非常简便,为研究模糊控制理论、设计模糊控制器提供了有力的工具.如何利用MAT LAB 来实现自适应模糊控制器的仿真分析与设计,应是我们下一步要研究的问题.参考文献:[1]　张培强.M AT LAB 语言—演算纸式的科学工程计算语言[M].合肥:中国科技大学出版社,1995.228-327.[2]　施阳,李涛,许忻等.M AT LAB 语言精要及动态仿真工具S imulink[M].西安:西北工业大学出版社,1998.356-367.[3]　孙庚山,兰西柱.工程模糊控制[M].北京:机械工业出版社,1995.76-81.[4]　章正斌,吴汝善,于健.模糊控制工程[M].四川:重庆大学出版社,1995.288-290.(下转第7页)・3・　第4期 王东云等:模糊控制系统的M AT LAB ΠSI M U LI NK 仿真与分析 (2)与静态冰蓄冷相比,动态冰蓄冷有以下特点:蓄冰槽内水温分布较均匀,不会出现温度不均及槽体的结构产生的“死区”.由于减少了管外冰壳造成的热阻,使水温下降较快,提高了整体结冰速度;且水流均匀冲刷盘管壁面,增大了管外的换热系数,充分利用了水的显热与潜热蓄冷的能力.(3)建议在冰蓄冷的过程中,采用动态的蓄冷过程.提高水的显热及潜热的利用能力.同时由于动态蓄冰时,槽体内水温低并且均匀,使释冷水温在较长时间保持稳定,提供较大的释冷速率,适应于短时间内需要大量的冷量的场合.国内一些公共建筑,如:体育馆、影剧院、会堂等均可采用动态冰蓄冷技术,提高经济效益.5　致谢本实验得到了中原工学院暖通空调教研室周光辉、范晓伟、王军及其专业实验室付光轩、刘寅等老师的大力帮助,在此表示感谢.参考文献:[1]　方贵银.蓄冷平板堆积床动态蓄冷性能研究[J ].制冷,1999,(2):1-6.[2]　华泽钊,刘道明.蓄冷技术及其在空调中的应用[M].北京:科学出版社,1997.48-64.[3]　张永铨.蓄冷空调系统[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.20-38.[4]　W.D.马克劳斯基.陈义雄译.冰蓄冷与区域供冷[J ].暖通空调,1996,(1):71-73.Experimental R esearch of W ater T emperature Form ation in theCooling Storage T ank for Dynamic and Static Perform ance Cooling SystemsLI U Jian 1,G ONG Y i2(1.X i ′an University of Architecture &T echnology ,X i ′an 710049;2.Zhongyuan Institute of T echnology ,Zhenzhou 450007,China ) Abstract :　The purpose of this paper focuses specially on the experimental research on the water tem perature formation mechanism of the ice storage processes on the external melt ice 2on 2coil system in the ice storage tank ,in which the system op 2erats with different performance.Through the research of this system ,the characteristic of the initial tem perature of the cooling water with the time is studied.The result can be used by engineering designer.K ey w ords :　evaporator helical coil ;ice storage am ount ;cooling space(上接第3页)Simulation and Analysis for Fuzzy ControlSystem B ased on MAT LAB ΠSIMU LINKWANG Dong 2yun ,LI NG De 2lin(Zhongyuan Institute of T echnology ,Zhengzhou 450007,China ) Abstract :　Methods for simulating and analyzing fuzzy control system with MAT LAB ΠSI MU LI NK are introduced in thispaper ,for no relating references were published.Further m ore effect on performance of fuzzy control system by quantum factor and proportional factor is studied.K ey w ords :　MAT LAB ΠSI MU LI NK;fuzzy inference system (FIS );fuzzy control ;membership function・7・　第4期 刘　建等:动、静态冰蓄冷蓄冷槽水温变化的实验分析 。

模糊逻辑工具箱在Simulink中的使用最近在写小论文，用到了Matlab中的模糊逻辑工具箱和虚拟现实工具箱，发现网上的资料很少，特别是没有讲到在Simulink中怎么使用这两个工具箱，这里简单介绍一下怎样在simulink中加入模糊逻辑。

我用的Matlab 7.0。

模糊逻辑的理论知识就不介绍了，要想知道的话…去查书吧，多得很。

下面用一个简单的例子作介绍：（本例不是特别针对实现什么功能，只是为了介绍方便）第一部分创建一个模糊逻辑（.fis文件）第一步：打开模糊推理系统编辑器步骤：在Commond Window 键入fuzzy回车打开如下窗口，既模糊推理系统编辑器第二步：使用模糊推理系统编辑器本例用到两个输入，两个输出，但默认是一个输人，一个输出步骤：1、添加一个输入添加一个输出得如下图2、选择Input、output(选中为红框)，在Name框里修改各输入的名称并将And method 改为prod，将Or method 改为 probor提示：在命名时’_’在显示时为下标，可从上图看出。

第三步：使用隶属函数编辑器该编辑器提供一个友好的人机图形交互环境，用来设计和修改模糊推理系中各语言变量对应的隶属度函数的相关参数，如隶属度函数的形状、范围、论域大小等，系统提供的隶属度函数有三角、梯形、高斯形、钟形等，也可用户自行定义。

步骤：1、双击任何一个输入量（In_x、In_y）或输出量打开隶属度函数编辑器。

2、在左下处Range和Display Range处添加取值范围，本例中In_x和In_y的取值范围均为[0 10], Out_x和Out_y的取值范围均为[0 1]3、默认每个输入输出参数中都只有3个隶属度函数，本例中每个输入输出参数都需要用到五个，其余几个需要自己添加：选中其中一个输入输出参数点击Edit菜单，选Add MFS…打开下列对话框将MF type设置为trimf(三角形隶属度函数曲线，当然你也需要选择其他类型)将Number of MFs 设置为2点击OK按钮同样给其他三个加入隶属度函数4、选中任何一个隶属度函数（选中为红色），在Name 中键入名称，在Type中选择形状，在Params中键入范围，然后回车如下图：本例中：In_x,In_y隶属度函数相同，如下打开下了对话框2、添加规则选中IXL2,IYL2,OXL2,none(表示不被选中任何隶属度函数),and选项，权重Weight均设为1，然后点击Add rule 添加规则，同理添加其他规则。

方式二：用MATLAB的模糊逻辑工具箱(Fuzzy toolbox)实现（陈教师整理）一、模糊逻辑推理系统的整体特点模糊操纵由于不依托对象的数学模型而受到普遍的重视，运算机仿真是研究模糊操纵系统的重要手腕之一。

由Math Works公司推出的Matlab软件，为操纵系统的运算机仿真提供了强有力的工具，专门是在以后的版本中推出的模糊工具箱(Fuzzy Toolbox)，为仿真模糊操纵系统提供了专门大的方便。

由于如此的模块都是由相关领域的闻名学者开发的，因此其可信度都是很高的，仿真结果是靠得住的。

在Simulink环境下对PID操纵系统进行建模是超级方便的，而模糊操纵系统与PID操纵系统的结构大体相同，仅仅是操纵器不同。

因此，对模糊操纵系统的建模关键是对模糊操纵器的建模。

Matlab软件提供了一个模糊推理系统（FIS）编辑器，只要在Matlab命令窗口键入Fuzzy就可进入模糊操纵器编辑环境。

二、Matlab模糊逻辑工具箱仿真1.模糊推理系统编辑器（Fuzzy）模糊推理系统编辑器用于设计和显示模糊推理系统的一些大体信息，如推理系统的名称，输入、输出变量的个数与名称，模糊推理系统的类型、解模糊方式等。

其中模糊推理系统能够采纳Mandani或Sugeuo两种类型，解模糊方式有最大隶属度法、重心法、加权平均等。

打开模糊推理系统编辑器，在MATLAB的命令窗（command window）内键入：fuzzy 命令，弹出模糊推理系统编辑器界面，如以下图所示。

因为咱们用的是两个输入，因此在Edit菜单中，选Add variable… ->input,加入新的输入input,如以下图所示。

选择input(选中为红框),在界面右边文字输入处键入相应的输入名称，例如,温度输入用tmp-input, 磁能输入用 mag-input，等。

2.隶属度函数编辑器(Mfedit)该编辑器提供一个友好的人机图形交互环境，用来设计和修改模糊推理系中各语言变量对应的隶属度函数的相关参数，如隶属度函数的形状、范围、论域大小等，系统提供的隶属度函数有三角、梯形、高斯形、钟形等，也可用户自行概念。

基于模糊工具箱和SIMULINK的模糊控制系统计算机仿真汪光阳
【期刊名称】《安徽工业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2001(018)001
【摘要】将MATLAB中的模糊工具箱和SIMULINK结合起来对模糊控制系统进行计算机仿真，阐述了仿真的建模方法、基本步骤和应注意的问题，并举例说明。

使模糊控制系统的计算机仿真从建立系统的仿真模型到仿真结果的图形化处理变得非常简单、直观和方便。

【总页数】5页(P57-61)
【作者】汪光阳
【作者单位】华东冶金学院计算机科学系,
【正文语种】中文
【中图分类】TP15
【相关文献】
1.基于Simulink和虚拟现实工具箱的机器人行驶控制系统计算机仿真 [J], 王建中;胡光艳;田会方
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3.基于模糊逻辑工具箱的控制系统计算机仿真 [J], 黄成静;王琳;马平;刘红军
4.基于Matlab/Simulink模糊工具箱的井眼轨迹模糊控制仿真 [J], 侯喜茹;柳贡慧;梁景伟;刘世昌
5.基于MATLAB(SIMULINK)的模糊控制系统计算机仿真 [J], 方一鸣;焦晓红;庄开宇;张克勤
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