模糊控制器设计实例
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第六章 模糊控制算法§6.1 §6.2 §6.3 §6.4 §6.5 §6.6 §6.7 模糊数学基础知识 模糊控制概述 精确量的Fuzzy化 模糊控制算法的设计 输出信息的Fuzzy判决 Fuzzy控制器查询表的建立 Fuzzy控制器实例1§6.1 模糊数学基础知识6.1.1 普通集合及其运算规则 6.1.2 Fuzzy集合 6.1.3 Fuzzy关系矩阵的运算26.1.1 普通集合及其运算规则:1.基本概念:UAB①论域:指在考虑一个具体问题时,先将议题局限在 一定范围内,这个范围称为论域,常用U表示; ②元素: 指论域中的每个对象,常用小写字母 a、b、c表示; ③ 集合:指对于一个给定论域,其中具有某种相同 属性的、确定的、可以彼此区别的元素的 全体,常用A、B、C、X、Y、Z等表示。
例:论域为U = { 1,2,3,4,5,6 } 偶数集合A = { 2,4,6 },奇数集合B = { 1,3,5 }32.普通集合的表示法:① 列举法(枚举法):当集合的元素数目有限时,可将其中的元素一 一列出,并用大括号括起,以表示集合。
例:论域为U = { 1,2,3,4,5,6 },则用列举法表示 偶数集合A = { 2,4,6 },奇数集合B = { 1,3,5 }② 描述法(定义法):当集合的元素数目无限时,可通过元素的定义来 描述 , 即A={x | p(x)}, 其中x为集合A的元素(x∈A), p(x)是x应满足的条件。
例:A = {x | 25 ≤ x ≤ 50 } ,U ={ x |x≥ 0的实数 }4③ 特征函数法:由于元素a与集合A的关系只能有a∈A和a∈A 两种情况,故集合A可以通过函数 1, a∈A CA(a)= 来表示。
0, a∈A CA(a)称为集合A的特征函数,它只能取0,1两个值。
模糊自适应PID 控制的Matlab 仿真设计研究姓名:陈明学号:201208070103班级:智能1201一、 模糊控制思想、PID 控制理论简介:在工业生产过程中,许多被控对象受负荷变化或干扰因素很多基于模糊自适应控制理论, 设计了一种模糊自适应PID 控制器, 具体介绍了这种PID 控制器的控制特点及参数设计规则, 实现PID 控制器的在线自整定和自调整。
通过matlab 软件进行实例,仿真表明, , 提高控制系统实时性和抗干扰能力,易于实现.便于工程应用。
1.1 模糊控制的思想:应用模糊数学的基本理论和方法, 控制规则的条件、操作用模糊集来表示、并把这些模糊控制规则以及有关信息, 诸如PID 控制参数等作为知识存入计算机知识库, 然后计算机根据控制系统的实际情况(系统的输入, 输出) , 运用模糊推理。
1.2 PID 算法:u(t)=k p * e(t)+k i * ∫e(t)t 0dt +k d *de(t)dt= k p *e(t)+ k i *∑e i (t) + k d * e c (t)其中, u (t) 为控制器输出量, e(t) 为误差信号, e c (t)为误差变化率, k p , k i , k d 分别为比例系数、积分系数、微分数。
然而,课本中,为了简化实验难度,只是考虑了kp ,ki 参数的整定。
1.3 模糊PID 控制器的原理图:二、基于Matlab的模糊控制逻辑模块的设计关于模糊逻辑的设计,主要有隶属函数的编辑,参数的选型,模糊规则导入,生成三维图等观察。
2.1 模糊函数的编辑器的设定:打开matlab后,在命令窗口输入“fuzzy”,回车即可出现模糊函数编辑器,基本设置等。
基于课本的实验要求,我选的是二输入(e, e c)二输出(k p ,k i)。
需要注意的是,在命名输入输出函数的时候,下标字母需要借助下划线的编辑,即e_c 能够显示为e c。
2.2四个隶属函数的N, Z, P 函数设定:在隶属函数的设定中,N 选用的是基于trimf(三角形隶属函数) , Z是基于zmf(Z型隶属函数),P是基于smf(S型隶属函数)。