模糊控制論文模糊光效論文

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1、模糊控制論文模糊光效論文基于MATLAB的智能灌溉模糊控制系統(tǒng)的研究摘要：為提高水資源的有效利用率，加快我國灌溉自動化的步伐，縮短與國外灌溉水平的差距，該文提出了一種基于模糊控制的智能灌溉系統(tǒng)的設(shè)計方案。文中詳細介紹了系統(tǒng)模糊控制器的設(shè)計方法，并利用MATLAB對其進行仿真，仿真結(jié)果顯示不斷調(diào)整模糊控制規(guī)則和系統(tǒng)參數(shù)，可以改進控制系統(tǒng)性能使其滿足系統(tǒng)的動靜態(tài)性能要求。另外在0.25s時對系統(tǒng)加入干擾進行仿真，仿真結(jié)果顯示該設(shè)計可以提高系統(tǒng)的抗干擾性能?！　￡P(guān)鍵詞：模糊控制；智能灌溉　　水資源短缺一直是困擾

2、我國的一個重要問題,而農(nóng)業(yè)用水又是用水量的一個重要部分。從去年冬天以來，我國北方大部地區(qū)遭受了嚴重的干旱，這更為我們節(jié)約用水敲響了警鐘。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，高效的自動化控制灌溉技術(shù)是有效的節(jié)水節(jié)能手段，同時它也是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標志。目前，國內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉的自動化水平以及自動化普及率還很低，盡管某些經(jīng)濟條件較好的地區(qū)采用了國外先進的灌溉控制系統(tǒng),但是很多地方還是依靠手動及自身經(jīng)驗來控制灌溉。但是憑借經(jīng)驗以及手動控制灌溉，不能夠很好的估計土壤的含水量以及農(nóng)作物的需水量，很難實現(xiàn)科學(xué)的灌溉控制，勢必會引起水資源的大

3、量浪費[1]?！　」?jié)水灌溉是指在滿足農(nóng)作物正常生長發(fā)育的前提下使用最少的用水量,通過最優(yōu)的節(jié)水策略，來最大化灌區(qū)的收益[2-3]。灌溉系統(tǒng)很難建立一個精確的數(shù)學(xué)模型，因為灌溉對象是一個純時延、大慣性、非線性的系統(tǒng)[4-7]，同時，溫度、濕度等多種參數(shù)也會對其造成影響。以人的經(jīng)驗和知識為依據(jù)的模糊控制不需要建立嚴格的數(shù)學(xué)模型，它根據(jù)農(nóng)作物灌溉的特點，模仿人的思維方式以及人控制經(jīng)驗來實現(xiàn)灌溉控制,非常適合于非線性、時變與滯后性系統(tǒng)的控制?！　?系統(tǒng)設(shè)計　　本文提出的模糊控制系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模

4、塊兩大部分。土壤含水量通過安裝的傳感器來進行測量，然后通過數(shù)據(jù)采集模塊將傳感器采集的數(shù)據(jù)傳給計算機；采集的數(shù)據(jù)被計算機進行一定的處理之后，會產(chǎn)生一些特定的灌溉策略，然后確定對應(yīng)的灌溉行為，最后輸出對應(yīng)的控制信號到灌溉終端，從而實現(xiàn)自動化的灌溉控制流程?！　〈四：刂葡到y(tǒng)主要包括軟件和硬件兩個模塊。后者主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能以及控制執(zhí)行終端；前者主要實現(xiàn)協(xié)調(diào)系統(tǒng)正常運行的功能，同時決策灌溉算法是否合理并設(shè)計最優(yōu)的灌溉策略，本文著重介紹此部分?！　?模糊控制灌溉決策設(shè)計　　2.1模糊控制器的結(jié)構(gòu)　　給定一個值r

5、，作為農(nóng)作物正常生長的最佳土壤水分值，設(shè)y為實時采樣得到的土壤水分值，那么輸入變量為e=r-y，ec=d/dt，灌溉時間長度u作為輸出變量。輸入變量e也即誤差的基本論域設(shè)置為[-5%，5%]，另一輸入變量即ec（變化率）的基本論域設(shè)置為[-1%，1%][9-10]，[0，30]為輸出變量u的基本論域。假定EC，E和U分別表示ec，e及u對應(yīng)的模糊變量。U的模糊集為{O，PS，PM，PB}，量化論域為{0，1，2，3}，E、EC對應(yīng)的模糊集相同，均為{NM，NB，NS，O，PS，PM，PB}，量化論域均為{

6、-3，-2，-1，0，1，2，3}。那么比例因子為K3=30/3=10，而量化因子分別為K1=3/5=0.6，K2=3/1=3。模糊控制系統(tǒng)的控制框圖1所示?！　?.2模糊變量的賦值表　　土壤水分誤差模糊變量E、輸出控制模糊變量U以及誤差變化率模糊變量EC按表1~表3進行賦值?！　?.3模糊控制規(guī)則　　消除誤差的模糊控制規(guī)則可以根據(jù)系統(tǒng)輸出的土壤水分誤差及誤差變化趨勢來建立，規(guī)則如表4所示?！　?.4模糊控制與模糊決策　　我們可以利用條件語句IfE=AiandEC=jBthenU=ijC，來描述雙輸入單輸

7、出的模糊控制器的控制規(guī)則。這里i,j=1,2,...,7，Ai是定義在誤差上的模糊集，Bj是定義在誤差變化上的模糊集，Cij是定義在控制量論域上的模糊集。經(jīng)過實時采樣所得到的實際誤差量e乘以量化因子K1，誤差變化ec與量化因子K2相乘，然后分別取整，可以得到量化等級。然后采用最大隸屬度法則，根據(jù)表1和表2可以得到求得的量化因子所對應(yīng)的模糊子集，然后結(jié)合表4，可以求出控制量的模糊子集。再次利用最大隸屬度法則，結(jié)合表3，得到控制量模糊子集對應(yīng)的量化等級，完成控制系統(tǒng)的模糊控制的完整過程。整個系統(tǒng)的模糊控制表如

8、表5。　　上表求出的不是直接控制執(zhí)行機構(gòu)的精確量，而是控制量的量化等級。必須將上表中的值乘以K3，才得到執(zhí)行機構(gòu)的打開時間。另外，在進行實際的模糊控制時，我們也需要結(jié)合實際情況來對各個參數(shù)（量化因子、比例因子和控制規(guī)則）來進行調(diào)整，從而使控制更加精確與合理?！　?基于MATLAB的仿真　　MATLAB是一種面向科學(xué)與工程計算的高級語言，它集科學(xué)計算、自動控制、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等學(xué)科的處理功能于一體，編程效率高，使用簡單方便。