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第三章模糊控制模糊控制的MATLAB仿真优秀课件

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温度控制系统的模糊PID参数整定及MATLAB仿真PPT课件

温度控制系统的模糊PID参数整定及MATLAB仿真PPT课件

• 当温差e为中等大小时，为了使系统响应具有较小的超调，Kp 应取得小些，Ki 和Kd 的大小要适中， 以保证系统的响应速度。其中，Kd 对系统响应的影响较大。
• 当值为温附中差近等e出大较现 小小振)；时荡当，，温为并差使考变系虑化统系e具d统比有的较较抗大好干时的扰，稳性则态能K性d，能要当，小温3些差个。变参这化数样e均d可比应避较取免小得温时大度，些反K，d复同可振时取荡为得的避大现免一象系些。统(通模在常糊设取规定 则
•
由以上公式得到输出量的隶属度函数后，采用加权平均法，则可得到最终精确的输出量 为：
6.模糊PID仿真控制器设计
• 模糊pid仿真控制器
• 模糊控制器采用的是模糊PID 的控制算法，根据PLC 编程的特点和结合模 糊控制器设计的理论，本温度控制系统决定采用二维的控制器结构，即 用误差及误差的变化率作为输入信号，而输出信号为Kp，Ki，Kd 三个参
数，控制器的结构图如下：
图2-1 单模糊PID 控制原理图
3.模糊规则的建立
•
隶属函数可以有很多种形状，本设计采用了在工程上比较常用的三角形状的隶属函数。模糊的分 割采用了7段的分割，这样，一共可以产生49 条规则。
4.利用fuzzy模糊逻辑工具箱建立模糊控制器
• (1)输入/输出语言变量的建立 •
立一个Mamdani 型的模糊控制器，通过具有交互式图形界面的模糊推 理系统编辑器和隶属函数编辑器，用来设计输入、输出变量论域范围， 各个语言变量的隶属函数形状等参数，原始的.FIS 图形编辑函数窗口中 只有一个输入模块，对于该双输入输出系统，可点击Edit/Addlnput 或 edit/addOulput 选项，增加一个输入模块或输出模块。 • 根据PLC 编程的特点和结合模 • 糊控制器设计的理论，本温度 • 控制系统决定采用二维的控制 • 器结构，即用误差e及误差ed的 • 变化率来作为输入信号，而输 • 出信号为Kp，Ki，Kd 三个参数。 • 所以界面的设计如右：

模糊控制原理课件优秀课件

模糊控制原理课件优秀课件
人类的控制规则 如果水温比期望值高，就把燃气阀关小； 如果水温比期望值低，就把燃气阀开大。
描述了输入（水温与期望值的偏差 e）和输出（燃气阀开度的增量 u） 之间的模糊关系R
3.1 模糊控制的基本原理
模糊值
规则库R
模糊值
模糊化
输入e
输出u
模糊推理
精确值
精确值
期望值 ＋
e A/D
－
温度 传感器
热水器
?
为了提高实时性，模糊控制器常常以控制查询表的形式出现。 该表反映了通过模糊控制算法求出的模糊控制器输入量和输 出量在给定离散点上的对应关系。为了能方便地产生控制查 询表，在模糊控制器的设计中，通常就把输入输出的论域定 义为有限整数的离散论域。
3.1 模糊控制的基本原理
模糊化
输入量和输出量论域的设计
档级多，规则制定灵活，规则细致，但规则多、复杂， 编制程序困难，占用的内存较多； 档级少，规则少，规则实现方便，但过少的规则会使 控制作用变粗而达不到预期的效果。 因此在选择模糊状态时要兼顾简单性和控制效果。
3.1 模糊控制的基本原理
对输入量进行模糊化处理，包括确定语言变量和隶属函数
确定隶属函数（原则）
模糊化
将输入的精确量转化成为模糊量的过程称为模糊化
模糊化步骤
确定符合模糊控制器要求的输入量和输出量 常用的输入量是系统输出的误差（e）和误差的改变量 （ec），而输出量就是控制量（u）。
3.1 模糊控制的基本原理
模糊化
输入量和输出量论域的设计
基本论域
e ec u 的实际范围称为这些变量的基本论域
e的基本论域： [eL eH] ec的基本论域： [ecL ecH] u的基本论域： [uL uH]

模糊控制的MATLAB实现具体过程(强势吐血推荐)..共64页PPT

模糊控制的MATLAB实现具体过程(强势吐血推荐)..共64页PPT
模糊控制的MATLAB实现体过程(强势 吐血推荐)..
•
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
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47、采菊东篱下，悠然见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END

模糊控制(matlab)(4)

模糊控制(matlab)(4)

解模糊后，还要经过尺度变换，求出实际输出。
y y u u man min max min y k ( u ) u 1 2 2
u1 ：为精确量； ymax，ymin：为控制量的变化范围；4～20mA 或 1～5V。 y：为计算机输出的控制量； ku：比例因子。
小结：
模糊控制系统的基本构成以及模糊控制器各部分的功能。 模糊化 知识库 决策逻辑
1）确定输入量 2）对输入量进行尺度变换，使其在各自的论域范围。 3）对输入量进行模糊处理，用相应的模糊集合表示。 1、最大隶属度函数法 反模糊化 作业： P66 2、加权平均法（重心法） 3、取中位数法 3-1 3-2
第二节 模糊控制系统的设计
模糊逻辑控制器的工作过程：
每采集一组数（data）(ei，dei)，经模糊化 （Fuzzy）→ E，DE→ Fuzzy推理（inference）合成运算得Ui →精确化（defuzzification） 得ui →尺度变换得yi 。 上述所有工作为在线(on-line)运算 速度慢，实时性差 能否先(off-line)制出表格数据（模糊查询表）looking up table 在线时，只要有一组(ei，dei)，即可从表中查出u。
0 . 3 0 . 7 1 0 . 7 0 . 3 PM 2 3 4 5 6
这样就将一个精确数转变成了模糊数。
二、模糊控制规则
有四种方法：专家经验法、观察法、基于模糊模型、自组织法 专家经验法：通过对专家控制经验的咨询形成控制规则库。 采用“if-then”规则语言来表达经验。
规则库：用语言值表示的控制规则。反映控制专家的经验 和知识。
▲模糊化
▲决策逻辑
模糊控制系统的核心，对模糊量由给定的规则进 行模糊推理 ▲反模糊化 将模糊输出量转化为精确量 1）将模糊量变换成精确量 2）精确量经尺度变换成实际的控制量。

模糊控制的MATLAB实现具体过程(强势吐血推荐)..PPT共64页

模糊控制的MATLAB实现具体过程(强势吐血推荐)..PPT共64页
Thank you
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
模糊控制的MATLAB实现具体过程(强 势吐血推荐)..
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿

模糊控制Matlab操作课件

模糊控制Matlab操作课件

• 通过调整 a 值的大小，可以改变对误差和 误差变化的不同加权程度。 • 当被控对象阶次较低时，应该对误差的加 权值大于对误差变化的加权值； • 当被控对象阶次较高时，对误差变化的加 权值要大于对误差的加权值。
• 下面举例来说明调整因子 a 对控制性能的 影响。被控对象为二阶环节
控制规则（ a = 0.625 )
• Fuzzy 控制器的设计过程演示
规则可调整的Fuzzy控制器
• 在模糊控制系统中，模糊控制器的性能对 系统的控制特性影响很大； • 模糊控制器的性能在很大程度上又取决于 模糊控制规则的确定及其可调整性。
• 控制规则的解析描述
• 上式描述的控制规则，控制作用取决于误差及误 差变化，且二者处于同等加权程度。为了适应不 同被控对象的要求，引进一个调整因子 a , 则可 得到一种带有调整因子的控制规则
• 优化控制规则的单位阶跃响应 曲线如图 中的曲线 ② 所示；
• 初始控制规则的响应曲线如图 中的曲线 ① 所示。
•上述方法中给定的初始控制规则 （或者说初始给定的加权因子） 尽管比较粗糙，但是通过自寻优， 还是可以找到一个比较理想的控 制规则，从而获得令人满意的控 制效果。
模糊系统建模则
• 根据上述思想，考虑两个调整因子口，a1及 a2: ，当误差较小时，控制规则由 a1 ，来调 整；当误差较大时，控制规则由a2来调整。
控制规则（ a1=0.4 , a2 =0.6 )
控制规则（ a1=0.5 , a2=0.7 )
• 结论：带两个调整因子模糊控制器的控制规则调 整效果比较好，其响应曲线比较理想，这表明带 两个调整因子的控制规则具有一定的优越性。
（2）带有多个调整因子的控制规则
•加权因子取 a0=0.45, a1=0.55，a2=0.65, a3=0.75

模糊控制在MATLAB中的实现共47页PPT

异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
模糊控制在MATLAB中的实现
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联

最新洗衣机模糊控制matlab仿真课件.doc

洗衣机模糊控制仿真1.模糊控制背景美国教授查徳（L.A.Zandeh）在1965 年首先提出模糊集合的概念，由此打开了模糊数学及其应用的大门。

1974年英国教授马丹尼（ E.H.Mamdani）首先将模糊集合理论应用于加热器的控制，创造了模糊控制的基本框架。

1980 年，Sugeno开创了日本的首次模糊应用——控制一家富士电子水净化厂。

1983 年他又开始研究模糊机器人。

随着模糊控制技术的不断发展，模糊控制逐渐被应用到日用家电产品的控制，例如电饭锅﹑照相机﹑吸尘器﹑洗衣机等。

2.仿真目的本次仿真的主要目的是设计一个比较合理的洗衣机模糊控制器，它能够根据被洗涤衣物的污泥多少和油脂多少，综合得到洗涤时间，从而达到最佳的洗涤效果。

3.仿真方法本次仿真借助matlab 中集成的模糊控制工具箱，使用图形界面进行模糊控制器的设计。

最后随意给定几组输入，得到输出并作出简单分析。

4.模糊控制器的设计4.1 模糊控制器理论设计方法①选择合适的模糊控制器类型；②确定输入输出变量的实际论域；③确定e, e, u 的模糊集个数及各模糊集的隶属度函数；④输出隶属度函数选为单点，可使解模糊简单；⑤设计模糊控制规则集；⑥选择模糊推理方法；⑦解模糊方法。

14.2实际设计过程①模糊控制器类型：选用两输入单输出模糊控制器，控制器输入为衣物的污时间。

洗涤泥和油脂，输出为②确定输入输出变量的实际论域：输入为M ud(污泥)和Grease（油脂），设置Range=[0 100]（输入变化范围为[0,100]）；输出为T ime(洗涤时间)，Range=[060] （输出变化范围为[0,60]）。

m atlab中模糊控制模块：对应③确定模糊集个数及各模糊集的隶属度函数：将污泥分为3个模糊集：SD三个模糊集：NG（油脂泥多)；將油脂分为泥少）MD（污泥中）LD(污（污非为5个模糊集：VS（很短）少）MG（油脂中）LG（油脂多）；将洗涤时间S（短）M（中等）L（长）VL（很长）。

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>> r=2; % 键入半径
>> area=pi*r^2; % 计算面积
Hale Waihona Puke 三、变量和数值显示格式1、变量
(1)变量名称
MATLAB对使用变量名称的规定：
1. 变量名称的英文大小写是有区别的（apple, Apple, AppLe，三个变量不同）。
2. 变量的长度上限为 31 个字元。
3. 变量名的第一个字必须是一英文字，随后可 以掺杂英文字、数字或是底线。变量中不能 包含有标点符号。
>> r=2, area=pi*r^2
>> r=2; area=pi*r^2;
请注意上述二式的差异，前者有计算值显示， 而后者则无。
另外一个符号注解是由%起头，也就是说在%之后 的任何文字都被视为程式的注解。注解的功能是 简要的说明程式的内容。任何可能产生混淆的地 方都应该加注解，适量的注解可在以后想了解程 式时能节省一些不必要的时间。例如：
❖ format只是影响结果的显示，不影响其计算与存储； MATLAB总是以双字长浮点数（双精度）来执行所 有的运算。
MATLAB可以将计算结果以不同的精确度的数字格式显示，我们可 以直接在指令视窗键入以下的各个数字显示格式的指令，以π值 为例 ：
>> pi ans = 3.1416 >> format long >> pi ans = 3.14159265358979 >> format short e >> pi ans = 3.1416e+000
如果结果为整数，则显示没有小数；如果结果不是整数， 则输出形式有：
四、简单的数学运算（例exp02_01.m）
1、常用的数学运算符 ❖ ＋，-，*（乘），/（左除），\（右除），^（幂） ❖ 在运算式中，MATLAB通常不需要考虑空格；多
条命令可以放在一行中，它们之间需要用分号隔 开；逗号告诉MATLAB显示结果，而分号则禁止 结果显示。
(2)一些特殊的变量
以下列出MATLAB所定义的特别变量及其意义 ans：用于结果的缺省变量名 i或j ：虚数单位 pi ：内建的π值 nargin：函数的输入变量个数 eps：MATLAB定义的正的极小值=2.2204e-16 nargout：函数的输出变量个数 inf：∞值，无穷大 realmin：最小正实数 realmax：最大正实数 nan：无法定义一个数目 ,不定量
❖ help matfun ：矩阵函数－数值线性代数 ❖ help general：通用命令 ❖ help graphics：通用图形函数 ❖ help elfun：基本的数学函数 ❖ help elmat：基本矩阵和矩阵操作 ❖ help datafun：数据分析和傅立叶变换函数 ❖ help ops：操作符和特殊字符
angle——复数的相角 conj ——共扼复数 min(x) ——向量的最小值 max(x) ——向量的最大值 mean(x) ——向量的平均值 sum(x) ——向量的总和 sort(x) ——向量的排序 median(x) ——每个列向量的 中位数 inv ——矩阵的逆
五、MATLAB的工作空间
第三章模糊控制模糊控制的 MATLAB仿真
5.1 MATLAB的窗口环境
一、MATLAB命令窗口 ❖ 计算机安装好MATLAB之后，双击MATLAB图标
启动后，产生默认的MATLAB桌面-MATLAB Desktop
进入MATLAB Command Window指令视窗，它是用户键 入指令的地方， 也是MATLAB计算结果显示之处。
12.5664
求(12+2*(7-4))/32的算术运算结果。 （1）用键盘在MATLAB指令窗中输入以下内容 >> (12+2*(7-4))/3^2
（2）在上述表达式输入完成后，按【Enter】键， 该指令被执行。 （3）在指令执行后，MATLAB指令窗中将显示以 下结果。
ans =
2
我们也可以将上述指令打在同一行，以, 或 是; 分开，例如
2、常用数学函数abs,sin,cos,tan,sqrt,exp,imag,real,sign, log,log10,conj,inv等
abs——取x的绝对值，例如：
x=-4;
y=abs(x)
y= 4
sin——取x的正弦值 cos ——取x的余弦值 tan ——取x的正切值 sqrt ——对x开平方 exp ——取x的自然指数 log——自然对数ln(x) log10——log10(x) x+yi或x+yj ——复数 imag ——复数的虚部 real ——复数的实部
（3）变量操作
❖ 在命令窗口中，同时存储着输入的命令和创建的所 有变量值，它们可以在任何需要的时候被调用。如 要察看变量a的值，只需要在命令窗口中输入变量 的名称即可：》a
2、数值显示格式
❖ 任何MATLAB的语句的执行结果都可以在屏幕上显 示，同时赋值给指定的变量，没有指定变量时，赋 值给一个特殊的变量ans，数据的显示格式由 format命令控制。
MATLAB的工作空间包含了一组可以在命令窗口中调整 （调用）的参数 ❖ clear ：清除工作空间中所有的变量
❖ clear 变量名：清除指定的变量
❖ clc：清除MATLAB命令窗口中所有的信息
❖ quit 或 exit：退出工作空间
六、使用帮助
1、help命令，在命令窗口中显示help线上说明 MATLAB的所有函数都是以逻辑群组方式进行组织 的，而MATLAB的目录结构就是以这些群组方式来 编排的。
2.MATLAB提供基本的算术运算： 加 (+)、减 (-)、乘 (*)、除 (/)、幂次方 (^)，范例 为：5+3, 5-3, 5*3, 5/3, 5^3 其它在计算常用的功能我们用一个算式来说明。 例：要计算面积Area = ,半径r = 2，则可键入
r=2;
area=pi*r^2;
area =
功能选单一共有File,Edit, Options, Windows, Help五 个主要功能。
二.基本功能
❖ 1.MATLAB语句形式 通过例题计算归纳一些MATLAB最基本的规则和语法结构 》变量＝表达式；
通过等于符号将表达式的值赋予变量。当键入回车键 时，该语句被执行。语句执行之后，窗口自动显示出语 句执行的结果。如果希望结果不被显示，则只要在语句 之后加上一个分号（；）即可。此时尽管结果没有显示， 但它依然被赋值并在MATLAB工作空间中分配了内存。