智能控制实验指导书(自编)

智能控制实验报告模板1. 引言在本次智能控制实验中，我们研究了智能控制的基本概念和应用。

通过实际操作，我们深入了解了智能控制系统的原理和设计方法。

本报告将详细介绍我们在实验中所进行的步骤、实验结果分析以及我们的总结和思考。

2. 实验目的本次实验的主要目的是探索智能控制系统的工作原理、学习其基本概念以及了解在实际应用中的方法。

具体目标如下：1. 熟悉智能控制的基本原理和概念；2. 了解智能控制系统的硬件和软件设计；3. 实践并掌握智能控制系统的参数调整和优化方法。

3. 实验步骤3.1 硬件搭建我们首先根据实验要求搭建了智能控制系统的硬件平台。

这个平台包括传感器、执行器和控制器等组件。

我们按照指导书的要求连接各个模块，并确保它们能够正常工作。

3.2 软件配置在硬件搭建完成后，我们开始进行软件配置。

我们根据实验要求，通过软件工具对智能控制系统进行编程，设置不同的控制策略和参数调整方法。

3.3 实验数据采集一切就绪后，我们开始采集实验数据。

通过传感器测量和执行器反馈，我们得到了系统运行过程中的各种参数和状态。

这些数据将用于后续的分析和优化。

3.4 参数调整与优化根据实验数据，我们对智能控制系统进行参数调整与优化。

我们通过反复试验，观察系统响应并调整参数，以达到最优控制效果。

4. 实验结果与分析我们根据实验数据和分析对比，得出以下实验结果与分析：1. 实验结果A- 数据分析A1- 结果评价A22. 实验结果B- 数据分析B1- 结果评价B2通过实验数据和分析，我们发现实验结果A 表现较好，系统响应稳定，控制效果较好。

而实验结果B 则存在一些问题，需要进一步优化。

5. 总结与思考通过本次智能控制实验，我们深入了解了智能控制系统的原理和设计方法。

在实验过程中，我们掌握了智能控制系统的搭建、参数调整与优化等关键技术。

通过对实验结果的分析，我们对智能控制系统的优势和应用范围有了更深入的理解。

然而，本次实验也存在一些问题和不足之处。

实验一 洗衣机的模糊控制仿真一、实验目的本实验要求在学生掌握模糊控制器基本工作原理和设计方法基础上，熟悉MALAB 中的模糊控制工具箱，能针对实际问题设计模糊控制器，建立模糊控制系统，训练学生综合运用计算机来解决一些实际问题的能力。

二、实验设备计算机一台、MATLAB 软件三、实验要求设计一个模糊控制器，根据衣物的泥污和油污程度，输出衣物的洗涤时间，通过改变控制参数的大小，观察模糊控制的性能。

四、实验步骤1．确定模糊控制器的结构选用两输入单输出模糊控制器，控制器的输入为衣物的泥污和油污，输出为洗涤时间。

2. 定义输入、输出模糊集 将泥污分为三个模糊集：泥污少SD 、泥污中MD 、泥污大LD ；油污分为三个模糊集：油污少SG 、油污中MG 、油污大LG ；将洗涤时间分为五个模糊集：很短VS 、短S 、中等M 、长L 、很长VL 。

3. 定义隶属度函数选用三角形隶属度函数实现泥污、油污和洗涤时间的模糊化：(50)/50050/50050(100)/505010050100(50)/50x x x x x x x x μμμμ=-⎧≤≤⎪≤≤⎧⎪==⎨⎨-<≤⎩⎪⎪<≤=-⎩SD MD 泥污LD (50)/50050/50050(100)/505010050100(50)/50x x x x x x x x μμμμ=-⎧≤≤⎪≤≤⎧⎪==⎨⎨-<≤⎩⎪⎪<≤=-⎩SG MG 油污LG(50)/50010/50010(100)/501025/501025(100)/5025402540/504060(100)/504060(50)/50x z x z x z x z x z z x z x z x μμμμμμ=-⎧≤≤⎪⎧≤≤⎪=⎨⎪-<≤⎩⎪≤≤⎧⎪==⎨⎨-<≤⎩⎪⎪≤≤⎧⎪=⎨<≤-⎪⎩⎪≤≤=-⎩SG MG MG 洗涤时间MG LG实验结果：实验分析：6.模糊推理因模糊控制规则表对称，所以上图为input1 和input2分别为50时input2和input1与洗涤时间的关系。

实验一：A/D转换实验一、实验目的与要求了解你所熟悉的PC机上的测量资源，利用它们制作简单的实验系统。

二、实验类型验证型。

三、实验原理及说明计算机是一个含有丰富测试资源的设备。

例如，计算机上的麦克风是一个电容传感器、计算机声卡是一个双通道的 A/D 卡 + D/A 卡。

下图是 PC 机上测试资源。

图1、PC 机上常见的测试资源将PC机上的测量资源与计算机虚拟仪器软件相结合，就可以在教师上课、学生上网的计算机上建立个人测试实验室，开出测试实验。

1、电容传声器测声(麦克风)PC机上的麦克风是一个电容传声器、它的结构如图3所示。

主要由振动膜片、刚性极板、电源和负载电阻等组成。

它的工作原理是当膜片受到声波的压力，并随着压力的大小和频率的不同而振动时，膜片极板之间的电容量就发生变化。

与此同时，极板上的电荷随之变化，从而使电路中的电流也相应变化，负载电阻上也就有相应的电压输出，从而完成了声电转换。

在计算机中一般使用的是驻极体电容传声器，其工作原理和电容传声器相同，所不同的是它采用一种聚四氟乙烯材料作为振动膜片。

由于这种材料经特殊电处理后，表面被永久地驻有极化电荷，从而取代了电容传声器的极板，故名为驻极体电容传声器。

其特点是体积小、性能优越、使用方便。

图3、电容传声器原理2.A/D、D/A变换(声卡)声卡是多媒体电脑的主要部件之一，它包含记录和播放声音所需的硬件。

声卡的种类很多，功能也不完全相同，但它们有一些共同的基本功能：能选择以单声道或双声道录音，并且能控制采样速率。

声卡上有数模转换芯片(DAC)，用来把数字化的声音信号转换成模拟信号，同时还有模数转换芯片(ADC)，用来把模拟声音信号转换成数字信号。

四、实验仪器五、实验内容和步骤利用DRVI软件和PC机上的测量资源进行测量实验。

A/D、D/A工作原理实验以及声音信号测量和频谱分析实验。

1. 运行DRVI主程序，点击DRVI快捷工具条上的"联机注册"图标，选择其中的“DRVI 采集仪主卡检测”或“网络在线注册”进行软件注册。

《智能控制》 课程实验报告实验题目：模糊控制器设计与实现 一、 实验目的1．掌握模糊控制系统的设计方法；2．比较常规控制与模糊控制的优缺点； 3．训练Matlab 程序设计能力。

二、 实验内容1．针对一个二阶系统，分别设计模糊控制器和常规控制器； 2．分别PID 控制和模糊控制两种情况下系统阶跃响应； 3．对实验结果进行对比分析。

三、 实验设备计算机 1台Window XP 操作系统 Matlab 6.5软件四、 实验原理1、 模糊控制模糊逻辑控制又称模糊控制，是以模糊集合论，模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一类计算机控制策略，模糊控制是一种非线性控制。

图1-1是模糊控制系统基本结构，由图可知模糊控制器由模糊化，知识库，模糊推理和清晰化（或针对模糊控制器每个输入，输出,各自定义一个语言变量。

因为对控制输出的判断，往往不仅根据误差的变化，而且还根据误差的变化率来进行综合评判。

所以在模糊控制器的设计中，通常取系统的误差值e 和误差变化率ec 为模糊控制器的两个输入，则在e 的论域上定义语言变量“误差E ” ，在ec 的论域上定义语言变量“误差变化EC ” ；在控制量u 的论域上定义语言变量“控制量U ” 。

通过检测获取被控制量的精确值，然后将此量与给定值比较得到误差信号e ，对误差取微分得到误差变化率ec ，再经过模糊化处理把分明集输入量转换为模糊集输入量，模糊输入变量根据预先设定的模糊规则，通过模糊逻辑推理获得模糊控制输出量，该模糊输出变量再经过去模糊化处理转换为分明集控制输出量。

2、PID 控制在模拟控制系统中，控制器最常用的控制规律是PID 控制。

PID 控制器是一种线性控制器。

它根据给定值与实际输出值之间的偏差来控制的。

其传递函数的形式是：)11()(s T sT k s G D I p ++=，PID 控制原理框图如图1-2所示。

式中p k ——比例系数；I T ——积分时间常数；D T ——微分时间常数。

《智能控制技术》实验指导书文哲雄编华南师范大学增城学院2013年 9 月 1前言本实验课程是与《智能控制技术》课程的理论教学内容相配套而开设的。

《智能控制技术》是一门实践性很强的专业课程，它对培养学生实践动手能力，提高综合素质和开发创新思维有着重要的作用。

《智能控制技术》实验在工程和教学中都有非常重要的作用，具有自身的特点和很强的实践性。

智能控制方法和手段很多，本实验指导书介绍的是最常见的智能控制技术，最常用系统设计方法和系统调试技术。

主要培养学生具有智能控制系统设计和调试技术、以及应用能力；开拓学生思路，培养学生综合应用知识的能力和创新能力。

培养学生严肃认真，求实求真的科学作风，为后续毕业设计和今后从事电子技术方面的工作打下基础。

在实验项目中有一部分是设计性实验，教师给出实验项目的要求，学生自己选择实验方案和实验电路，自己完成实验步骤的内容。

要求学生写出系统设计方案，硬件电路设计、软件程序设计和现场调试。

写出实验心得体会。

实验成绩根据实际操作和实验报告综合评分标。

由于编者水平有限，难免在本实验指导书中出现错误或不妥之处，望读者指正。

目录实验一认识 HL-1 实验箱 (4)实验二 D/A转换实验 (6)实验三 A/D转换实验 (9)实验四矩阵键盘接口设计实验 (12)实验五 LCD显示器接口实验 (20)实验六报警控制接口实验 (25)实验七单片机温度控制实验 (29)实验八单片机转速控制实验 (38)实验九计算机温度PID控制实验 (43)实验十单片机—计算机转速测量/控制实验 (46)实验一认知 HL-1 实验箱一、实验目的1、了解HL-1实验箱的结构，功能和操作方法；2、掌握程序编辑、编译、程序代码下载的操作方法。

二、实验原理1、kiel软件的安装、程序编辑、程序编译的操作步骤。

2、STC-ISP下载软件的使用、接口驱动程序的安装。

3、HL-1实验箱电路原理。

三、实验仪器材料1、PC计算机2、HL-1实验箱四、实验内容1、说明kiel软件的安装、程序编辑、程序编译的操作步骤。

实验一智能控制模块认识和隶属度函数的仿真一.实验目的(1)熟悉MATLAB开发环境。

(2)掌握MATLAB各种表达式的书写规则以及常用函数的使用。

(3)熟悉MATLAB的基本操作二.实验原理MATLAB (矩阵实验室的简称)是一种专业的计算机程序，用于工程科学的矩阵数学运算。

但在以后的几年内，它逐渐发展为一种极其灵活的计算体系，用于解决各种重要的技术问题。

MA TLAB程序执行MATLAB语言，并提供了一个极其广泛的预定义函数库，这样就使得技术工作变得简单高效。

三.实验任务及步骤1、学习了解MATLAB的实验环境：在Windows桌面上，双击MA TLAB图标，即可进入MA TLAB系统命令窗口。

图1-1 MATLAB系统命令窗口当MA TLAB运行时，有多种类型的窗口，有的用于接收命令，有的用于显示信息。

三个重要的窗口有命令窗口；图像窗口；编辑/调试窗口；它们的作用分别为输入命令；显示图形；充许使用者创建和修改MATLAB程序。

在本节课中我们将会看到这三个窗口的例子。

当MA TLAB程序启动时，一个叫做MATLAB桌面的窗口出现了。

默认的MATLAB桌面结构如图1-1所示。

在MA TLAB集成开发环境下，它集成了管理文件、变量和应用程序的许多编程工具。

在MA TLAB桌面上可以得到和访问的窗口主要有：■命令窗口（The Command Window）■命令历史窗口（The Command History Window）■启动平台（Launch Pad）■编辑调试窗口（The Edit/Debug Window）■工作台窗口和数组编辑器（Workspace Browser and Array Editor）■帮助空间窗口（Help Browser）■当前路径窗口（Current Directory Browser）1.1 命令窗口MA TLAB桌面的右边是命令窗口。

在命令窗口中，用户可以在命令行提示符(>>)后输入一系列的命令，这些命令的执行也是在这个窗口中实现的。

《智能控制》实验指导书袁启昌编南京工业大学自动化学院2005年9月实验一模糊逻辑与模糊控制一、实验目的1.应用MATLAB屮模糊推理系统FIS工具建立模糊推理系统进行模糊推理。

2.应用ANFIS工具进行模糊建模。

2.进行一维模糊控制与二维模糊控制系统设计与仿真。

二、实验内容1.熟悉MATLAB Fuzzy I.M箱的使用。

2.应用Fuzzy 具箱中的模糊推理系统FIS X具建立模糊推理系统，用mamdani法进行模糊推理。

3.用ANFIS I具和Sugeno模糊推理方法进行模糊建模。

4.使用Sinwlink I具和FLC （模糊逻辑控制器）进行一•维模糊控制与二维模糊控制系统设计与仿真。

三、实验方法与步骤1.应用FIS I.具和mam dan i方法进行tipper问题的模糊推理A.确定输入、输出模糊集合的隶属函数，制定模糊推理规则，建立模糊推理系统；B.进行模糊推理，观察输入精确彊的模糊化、强度转移法模糊推理的过程图解、输出模糊量的精确化方法。

2.应用ANFIS J：具进行模糊建模A.获取待建模的样本数据集；B.建立初始的Sugeno模糊推理系统，训练前用输入数据对FIS进行测试；C.选择训练方式和训练参数，对FIS进行训练，训练后用输入数据对FIS进行测试、观察建模效果、调-整模型参数、重新训练直至模型满足要求；D.观察训练前后FIS参数的变化。

3.在Simulink中进行水位模糊控制系统设计与仿真A.应用FIST.具设计二维模糊控制器的结构，确迄二维输入及输出模糊集合的隶属函数，制定模糊控制规则，建立二维模糊控制器;B.在Simulink中建立水位模糊控制系统模型，进行二维模糊控制仿真；C.在相同对象下进行曲规PID控制仿真；D.应用FIS工具将二维模糊控制规则修改为一•维模糊控制，进行一维模糊控制仿真;E.対以上各种情况进行分析比较。

四、实验报告内容与要求1.绘制mamdani方法进行hpper问题的模糊推理图形；2.说明ANFIS Z.具进行模糊建模的步骤和结果；3.绘岀二维模糊控制器输入及输出模糊集合的隶属函数曲线；3.写岀一维和二维水位模糊控制的控制规则；4.绘出-•维、二维模糊控制以及PID控制的控制性能并进行比较。

智能控制课内实验报告（3次）学院：自动化学院班级：智能姓名：学号：智能控制课内实验（1）模糊控制器的设计学院：自动化学院姓名：班级：学号：日期： 2017-9-30实验1.1模糊控制器的设计一、实验目的在matlab环境下，完成一个对水位控制的模糊控制器的设计。

二、实验内容（1）确定控制器的输入、输出的隶属度函数偏差e(t) ：e(t)=r(t)－c(t)负反馈三个模糊子集“负大”(水位高）、“零”和“正大”（水位低）。

偏差变化率：de，三个模糊子集“负大”（高趋势）、“零”和“正大”（低趋势）。

控制量u：“负大”、“负中”、“零”、“正中”、“正大”。

Matlab操作方法：打开matlab在命令行输入：fuzzy出现下图界面：在上图选择“edit”出现下图：选择“Add Variable-- Input”再添加输入这样就建立了两个输入，一个输出的模糊控制器。

再修改输入、输出的各参数：input1改为e；input2改为de; output1改为u ;如下图：双击“e” ,修改模糊子集：如下图修改e的负大：注意各参数的设置修改好的e的模糊子集如下图：用同样的方法修改de如下图：修改u的方法如下图：需要5个模糊子集添加模糊子集的方法：在“edit”菜单下选择“Add Custom MF”下图是对”O”这个模糊子集的设置：设置好的u的模糊子集如下图：(2)添加规则的方法：添加规则的界面如下：这样一个模糊推理控制器就建立完毕了。

（3）利用模糊控制器可以得到规则曲面以及根据输入得到输出如上图操作可以得到规则曲面：如下图可以得到规则的推理结果：改变上图e和de的值，可以看到u的不同的输出。

然后可以把该系统存为tank.fis.三、写出实验的心得体会总结建立模糊控制器的方法。

实验1.2神经网络工具箱的应用二．神经网络工具箱函数最新版的MATLAB 神经网络工具箱为Version4.0.3, 它几乎涵盖了所有的神经网络的基本常用类型，对各种网络模型又提供了各种学习算法，我们可以根据自己的需要调用工具箱中的有关设计与训练函数，很方便地进行神经网络的设计和仿真。

第1篇一、实验目的1. 理解智能控制的基本概念和原理；2. 掌握智能控制系统的组成和结构；3. 熟悉MATLAB编程技术及SIMULINK仿真平台的使用；4. 通过实验验证智能控制算法在解决实际问题中的应用效果。

二、实验原理智能控制是自动控制理论的最新研究阶段，它结合了人工智能、专家系统、模糊逻辑、神经网络等技术，实现对复杂系统的有效控制。

智能控制的特点是无需建立被控对象的精确数学模型，具有自适应、自学习、自组织等能力。

三、实验内容1. 智能控制系统组成及结构分析；2. 专家控制系统设计；3. 模糊控制系统设计；4. 神经网络控制系统设计；5. 智能控制算法在SIMULINK仿真平台上的实现；6. 实验结果分析。

四、实验步骤1. 熟悉智能控制系统的基本概念和原理；2. 设计专家控制系统，包括知识库、推理机、解释器等模块；3. 设计模糊控制系统，包括模糊化、模糊推理、解模糊等模块；4. 设计神经网络控制系统，包括网络结构、学习算法、权值调整等模块；5. 在SIMULINK仿真平台上搭建智能控制系统，并进行仿真实验；6. 分析实验结果，验证智能控制算法的有效性。

五、实验结果与分析1. 专家控制系统：通过设计知识库、推理机、解释器等模块，实现了对特定问题的智能决策。

实验结果表明，专家控制系统具有较高的准确性和可靠性。

2. 模糊控制系统：通过模糊化、模糊推理、解模糊等模块，实现了对被控对象的模糊控制。

实验结果表明，模糊控制系统具有较好的鲁棒性和适应性。

3. 神经网络控制系统：通过设计网络结构、学习算法、权值调整等模块，实现了对被控对象的神经网络控制。

实验结果表明，神经网络控制系统具有较高的学习能力和泛化能力。

4. 智能控制算法在SIMULINK仿真平台上的实现：通过在SIMULINK仿真平台上搭建智能控制系统，验证了智能控制算法在解决实际问题中的应用效果。

实验结果表明，智能控制系统具有较高的控制性能。

六、实验总结通过本次实验，我们对智能控制的基本概念、原理、技术与应用有了更深入的了解。

. . .. . ..《智能控制技术》实验指导书适用专业：自动化电气工程及其自动化2011年3 月前言智能控制课程是自动化、电气工程及其自动化等专业的主要技术基础课。

主要是通过本课程的学习，使学生了解智能控制的基本理论、智能控制系统的分析方法和工程应用，了解智能控制发展前沿动态等。

为了使学生更好地理解和深刻地把握这些知识，并在此基础上训练和培养学生使用MATLAB的能力以及进行系统仿真的设计技能，设置了“模糊控制与传统PID控制的性能比较”以及“神经元自适应PID控制仿真研究”2个实验项目，2个皆为综合性实验。

模糊控制与传统PID控制的性能比较实验，主要通过本实验的学习，使学生了解传统PID控制、模糊控制等基本知识，掌握传统PID控制器设计、模糊控制器设计等知识，训练学生设计控制器的能力，培养他们利用MATLAB进行仿真的技能，为今后继续模糊控制理论研究以及控制仿真等学习奠定基础。

神经元自适应PID控制仿真研究实验，主要是通过本实验的学习，使学生了解传统PID控制、神经元自适应控制等基本知识，掌握传统PID 控制器设计、掌握基于二次型性能指标学习算法的单神经元自适应PID 控制等知识，训练学生设计控制器的能力，培养他们利用MATLAB进行仿真的技能，为今后继续神经网络控制理论的研究以及控制仿真等学习奠定基础。

实验一：模糊控制与传统PID控制的性能比较实验学时：2实验类型：设计实验要求：必修一、实验目的通过本实验的学习，使学生了解传统PID控制、模糊控制等基本知识，掌握传统PID控制器设计、模糊控制器设计等知识，训练学生设计控制器的能力，培养他们利用MATLAB进行仿真的技能，为今后继续模糊控制理论研究以及控制仿真等学习奠定基础。

二、实验内容本实验主要是设计一个典型环节的传统PID控制器以及模糊控制器，并对他们的控制性能进行比较。

主要涉及自控原理、计算机仿真、智能控制、模糊控制等知识。

通常的工业过程可以等效成二阶系统加上一些典型的非线性环节，如死区、饱和、纯延迟等。