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《控制系統(tǒng)仿真課程設(shè)計報告徐彬》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、......控制系統(tǒng)仿真課程設(shè)計(2009級)題目控制系統(tǒng)仿真課程設(shè)計學院自動化專業(yè)自動化班級自動化2班學號09061934學生姓名徐彬指導教師葛泉波/徐曉濱完成日期2012年6月學習好幫手......控制系統(tǒng)仿真課程設(shè)計本課程設(shè)計的目的著重于對智能模糊控制算法的設(shè)計、洗衣機模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計以及模糊控制MATLAB仿真。通過本課程設(shè)計的實踐,掌握智能自動控制系統(tǒng)工程設(shè)計的基本方法和工具。一設(shè)計內(nèi)容傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)分析與設(shè)計大多依賴于被控對象的精確數(shù)學模型,如傳遞函數(shù)或狀態(tài)方程。但許多實際系統(tǒng)和過
2、程都比較復雜,例如工業(yè)過程的被控對象具有非線性、時變、大延遲等特性,很難建立精確的數(shù)學模型和設(shè)計出合適的控制器。然而這些過程系統(tǒng)由熟練操作工來操作或控制卻往往能達到較好的工作狀態(tài),其操作(控制)規(guī)則常常以模糊的形式體現(xiàn)在控制人員的經(jīng)驗中。模糊邏輯控制(FuzzyLogicControl),又稱模糊控制(FuzzyControl),是以模糊集合論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一類計算機控制策略,模糊控制是一種非線性控制。下圖給出了一個模糊控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),由圖可知模糊控制器由模糊化、知識庫
3、、模糊推理和清晰化(或稱去模糊化)四個功能模塊組成圖1模糊控制系統(tǒng)要求設(shè)計一個洗衣機洗衣時間模糊控制算法。首先,光學傳感器會射出一道穿過水的光線并計算有多少光線到達了另一端。水越臟,到達的光線越少。然后,光學傳感器要辨別臟物是污泥還是油脂,污泥是很快能洗干凈的。如果光的讀數(shù)快速到達最小值的話,則臟物是污泥;如果下降較慢的話,則臟物是油脂;如果曲線斜率介于上述兩斜率之間,則臟物是污泥油脂混合物。洗衣機還有一個負載傳感器,它能感知衣物的重量。很明顯,衣物量越大,所需的洗衣時間也就越長。學習好幫手..
4、....將以上的啟發(fā)式規(guī)則用幾條IF-THEN模糊規(guī)則進行概括,然后再根據(jù)這些模糊規(guī)則構(gòu)造模糊系統(tǒng),調(diào)節(jié)洗衣機的洗滌時間。以洗衣機洗滌時間為控制目的的模糊控制系統(tǒng)設(shè)計,其實質(zhì)是一個開環(huán)決策過程。影響洗滌時間的因素很多,這里選取衣物的污泥和油脂為主要控制參量,即設(shè)計兩輸入單輸出模糊控制器??刂破鞯妮斎霝橐挛锏奈勰嗪陀椭敵鰹橄礈鞎r間?,F(xiàn)將污泥分為三個模糊集:SD(污泥少),MD(污泥中),LD(污泥多),取值范圍為[0,100];將油脂分為三個模糊集:NG(無油脂),MG(油脂中),LG(油脂多
5、),取值范圍為[0,100];將洗滌時間分為五個模糊集:VS(很短),S(短),M(中等),L(長),VL(很長),取值范圍為[0,60]。采用三角形隸屬函數(shù)(trimf)對污泥、油脂、洗滌時間進行模糊化。洗衣機的模糊控制表見表1表1模糊控制規(guī)則洗滌時間z油脂yNGMGLG污泥xSDVS#MLMDSMLLDMLVL課程設(shè)計的具體內(nèi)容:1.在MATLAB上建立針對洗衣機洗衣時間調(diào)節(jié)的模糊控制系統(tǒng)(要求給出具體設(shè)計過程以及過程中各個參數(shù)的設(shè)定值)。2.將學生學號和班級號的后兩位作為衣物污泥量和油脂量
6、的輸入量,計算輸出洗衣時間。3.回答若干設(shè)計問題:(1)畫出洗衣機模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;(2)結(jié)合(1)中畫出的系統(tǒng)結(jié)果圖,說明該洗衣機模糊控制系統(tǒng)是如何對兩個輸入精確量進行模糊化處理的;(3)在你設(shè)計的模糊控制系統(tǒng)中,是利用何種算法實現(xiàn)模糊輸入到模糊輸出的轉(zhuǎn)換的。(4)在你設(shè)計的模糊控制系統(tǒng)中,是用何種算法實現(xiàn)模糊輸出量的去模糊化的。二洗衣機模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計及Matlab仿真過程1初始化學習好幫手......(1)首先設(shè)置input1“污泥質(zhì)量”Range:[0100]Display:[010
7、0]打開上面頁面后編輯input1的三個隸屬度函數(shù),并命名mf1=SDParams:[-50050]mf2=MDParams:[050100]mf3=LDParams:[50100150](2)然后設(shè)置input2“油脂質(zhì)量”Range:[0100]Display:[0100]編輯input2的三個隸屬度函數(shù)并命名mf1=NGParams:[-50050]mf2=MGParams:[050100]mf3=LGParams:[50100150](3)然后設(shè)置output“洗滌時間”Range:[0
8、60]min編輯output的五個隸屬度函數(shù),并命名mf1=VSParams:[01020]mf2=SParams:[01030]mf3=MParams:[102540]mf4=LParams:[254060]mf5=VLParams:[406080]Error!Nobookmarknamegiven.2構(gòu)造系統(tǒng)輸入和輸出的隸屬度函數(shù)污泥質(zhì)量學習好幫手......油脂質(zhì)量學習好幫手......學習好幫手......洗滌時間學習好幫手......3生成規(guī)則庫(知識庫)4根據(jù)輸入設(shè)定值,計算并顯示輸