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《通過算例熟悉MATLAB模糊控制工具箱》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、通過算例熟悉MATLAB模糊控制工具箱設計一個二維模糊控制器控制一個一階被控對象，然后改變控制對象參數(shù)的大小，觀察模糊控制的魯棒性。1、模糊推理的五個步驟1)輸入變量的模糊化這是模糊推理的第一步，是獲取輸入變量，并確定它們的隸屬函數(shù)，從而確定屬于每個模糊集合的隸屬度。2)應用模糊算子完成了輸入模糊化，就知道了對于每個模糊規(guī)則，前提中每一個部分被滿足的程度。如果一個給定規(guī)則的前提有多個部分，則要應用模糊算子來獲得一個數(shù)值，這個數(shù)值表示前提對于該規(guī)則的滿足程度。3)應用推理方法推理的類型有mamdani和sugeno推理。Mamdani推理法是一種在模糊控制中普遍使用的方法，它本質上仍然是一種合
2、成推理方法，只不過對模糊蘊涵關系取不同的形式而已。Mamdani型推理，從每個規(guī)則的結果中得到的模糊集通過聚類運算后得到結果模糊集，被反模糊化后得到系統(tǒng)輸出。Sugeon型推理：其中每個規(guī)則的結果是輸入的線性組合，而輸出是結果的加權線性組合。4)輸出的聚類由于決策是在對模糊推理系統(tǒng)中所有規(guī)則進行綜合考慮的基礎上做出的，因此必須以某種方式將規(guī)則結合起來以做出決策。聚類就是這樣一個過程，它將表示每個規(guī)則輸出的模糊集結合成一個單獨的模糊集。聚類方法有max，probor（概率乘），sum。其中，sum執(zhí)行的是各規(guī)則輸出集的簡單相加。5)解模糊化解模糊化過程也叫反模糊化過程，它的輸入是一個模糊集，既
3、上一步的聚類輸出模糊集，其輸出為一個單值。模糊集的聚類中包含很多輸出值，因此必須進行反模糊化，以從集合中解析出一個單輸出值。2、模糊邏輯工具箱的介紹模糊邏輯工具箱提供的圖形用戶界面（GUI）工具有五個：模糊推理系統(tǒng)（FIS）編輯器；隸屬函數(shù)編輯器；模糊規(guī)則編輯器；模糊規(guī)則觀察器；輸出曲面觀察器。1）FIS編輯器：Matlab的FIS界面如圖1所示。FIS處理系統(tǒng)有多少個輸入變量，輸出變量，名稱是什么，模糊算子“與”(min，prod乘積，custom自定義)，“或”(max大，probor概率統(tǒng)計方法，custom)，推理方法（min，prod，custom），聚類方法（max，probor
4、，sum，custom），解模糊的方法（centroid質心法，bisector中位線法，middleofmaximum，largestofmaximum，smallestofmaximum）。圖1模糊推理系統(tǒng)（FIS）界面2)隸屬函數(shù)編輯器：確定各個變量的論域和顯示范圍（左下角編輯區(qū)內），如圖2所示。定義每個變量的模糊集的名稱（如負大、負中、負小、零、正小、正中、正大）和個數(shù)（Edit菜單中AddMFs），以及每個模糊變量的隸屬函數(shù)類型和參數(shù)（點擊變量的隸屬函數(shù)曲線后在右下角編輯區(qū)內修改）。隸屬函數(shù)的類型有：trimf，trapmf，gbellmf，gaussmf，gauss2mf，sig
5、mf，dsigmf，psigmf，pimf，smf，zmf圖2隸屬函數(shù)編輯器3)模糊規(guī)則編輯器：完成了對變量的命名，隸屬函數(shù)也有了適當?shù)男螤詈兔?，就可以編輯模糊?guī)則。選擇連接關系（and或者or），權重，在編輯器左邊選擇一個輸入變量，并選擇它的語言值，然后在編輯器右邊的輸出變量中選擇一個輸出變量，并選中它的語言值，然后將這種聯(lián)系添加到模糊規(guī)則中。Options/Format下可以選擇模糊規(guī)則不同的格式，默認的是verbose（模糊規(guī)則的詳細格式），還有symbolic（符號格式），indexed（高度壓縮格式）4)模糊規(guī)則觀察器模糊規(guī)則觀察器的功能是可以令用戶觀察模糊推理圖，并觀察模糊推理
6、系統(tǒng)的行為是否與預期的一樣?？梢杂^察到輸入變量（默認色是黃色）和輸出變量（默認色是藍色）如何應用在模糊規(guī)則中；反模糊化的數(shù)值是多少。5）輸出曲面觀測器模糊規(guī)則觀察器非常詳細的顯示了在某一個時刻的計算。如果看到模糊推理系統(tǒng)的全部輸出曲面，即與整個輸入?yún)^(qū)間相對應的輸出區(qū)間，就要打開輸出曲面觀測器。View/viewsurface…四、在線推理模糊控制器的設計步驟：1）確定模糊規(guī)則誤差E、誤差變化EC及控制量U的模糊集定義如下：EC和U的模糊集均為：{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}E的模糊集為：{NB,NM,NS,NO,PO,PS,PM,PB}確定每個模糊集的隸屬函數(shù)，本實驗可以在FI
7、S中選擇隸屬函數(shù)的形狀和參數(shù)。確定模糊控制規(guī)則：一般如表1所示表1模糊控制規(guī)則UECENBNMNSZOPSPMPBNBPBPBPBPMPMZOZONMPBPBPBPMPMZOZONSPMPMPMZOZONSNSNOPMPMPSZONSNMNMPOPMPMPSZONSNMNMPSPSPSZONMNMNMNMPMZOZONMNBNBNBNBPBZOZONMNBNBNBNB2）建立仿真模型圖4在線推理方式模糊控制仿
