word版本hslogic_基于Simulink的自适应模糊控制器

基于Simulink的自适应模糊控制器
1.从论文的结构中可以看到，整个系统的完整结构为：
那么系统的自适应模糊控制模块可以简化为如下的结构：
只不过模糊输入的三个变量都是通过输出反馈得到的数据，从而构成自适应反馈系统。

按论文中的说法：
航向角偏差，舷摇角速度，
航迹偏差，输出为命令舵角。

由于您要求的是完全按照论文的要求做，所以下面我们开始根据论文的要求分步骤设计：设计准备
初始路经数据xd和yd的产生。

具体查看以下函数。

这个是默认六个点P1，P2，P3，P4，P5，P6图，我们需要得到点之间的路经的坐标。

其结果如下：
在matlab的workspace中，我们可以看到，我们得到了中间点坐标。

共6004个。

具体点的个数可以根据实际的需要进行求解。

首先我们要弄的是如下的结构：
下面开始编辑模糊模块fis文件。

打开并运行得到如下的窗口。

下面我们根据论文中的要求进行编辑。

其结果如下所示：
模糊规则如下所示：共49个规则。

这样就定义好了fis文件
下面在用simulink搭建模块之前，需要加载fis文件，运行如下的代码。

这样的话，我们就完成了整个系统的核心部分，模糊模块，下面要在simulink构建仿真环境。

第二部分，我们将介绍自适应模糊系统的设计与实现。

注意论文的conditions模块是归一化模块，就是将输入的信号的幅度变为-3.3之间。

具体的理论是，假设输入的信号是x1，x2，x3，x4，………………..
则conditions的计算公式是x = 3*x/max（x1，x2，x3，。

）
本系统，信号源采用的是m文件生成的数据，在simulink中自动加载进去。

由公式
其中xd和yd就是导入的数据。

真个模块如下所示：
首先在simulink中需要构建一个求反正切的模块，由于反正切没有直接模块，我们需要用查找表进行设计。

找到这个模块。

双击：
点击EDIT
这里就是查找表的内容，我们可以增加数值，实现查找表。

完成反正切后的表格如下所示：
这样设置以后，然后OK，就能生成反正切的表格了。

这个就是反正切模块。

对于这个模块，就是对角度求导数就行了。

比较简单，其simulink如下所示：
上面的部分，是基本模块模块的设置，下面将针对自适应模糊模块进行设置。

注意，这里和上面的区别就是，输入的e，r和输出的y都乘以一个增益，而这个增益由自适应反馈控制。

首先要得到d的值。

在论文中d的值计算公式为：
这个模块的FGC就是以下这个模块
这个模块也是一个模糊控制器。

具体的设置方法前面已经介绍了，下面给出设置结果。

下面开始进行仿真。

第一步，假设知道角度的前提下进行仿真（论文中为提供这个步骤）
这个模块是假设角度已知的情况进行计算的.
其中对应于
对应于
从而通过e和r输入模糊控制模块，
这个模块是船舶航向运行方程的传递函数。

参数这里是任意设置的。

仿真得到如下的结果：
然后用最常用的方波进行检测，。

上面的结果说明FUZZY这个模块已经正确了。

下面开始论文中的仿真。

第二部，开始仿真基本模糊系统
其simulink模块如下所示：
由于本模块的主要输入和相关，而是系统通过模糊控制反馈得到的，所以这里我们需要用MATLAB模拟产生的数据作为仿真参数。

通过仿真得到如下的结果：
第三部分，开始仿真自适应模糊系统
也就是第二部分的几个增益值改为自动调整的值。

针对这个问题，论文中可能有点问题，因为三个FGC是同样的模块，但是每个模块的输入是相同的两个，而输出信号却是ke，kr，ky三个不同的值，这个有点不可能，我们通过验证，对于Kr和Ky这两个值直接设置为1即可，这里我们只对Ke进行自适应调整。

其仿真结果如下所示：
比原先的略微好那么一点点。

以上的步骤解决了论文中的几个模糊的问题，下面设计路线仿真那个问题。

最后要仿真那个路线图，但是仿真路线图之前，需要先重点解决如下的问题。

就是上次你想单独让我们看的部分：
然后之前你要求的重点是：
这里重点对你的这个部分做设计，介绍与仿真这个就涉及到一个拐点问题。

本课题的way points为：
p0=[0 0];
p1=[1000 0];
p2=[1000 2000];
p3=[3000 2500];
p4=[4000 2000];
p5=[4000 0];
p6=[2000 -1000];
整个论文内容非常丰富，所以代码包很多，下面进行说明。

由于本系统中涉及到很多模块在simulink中没有，所以无法100%simulink中实现，这里我们结合MATLAB的m程序一起设计。

每个代码前都有一个标号，下面进行逐次说明。

这个主要是初始化way point。

已经模拟一个路经的坐标值，并保存船的速度！这个代码包，主要是用来产生路线，就是将路线数字化。

其运行结果会得到
这个就是整个路经的所有的点的坐标。

这个运行后会打开fuzzy编辑器。

编辑好以后，产生如下的文件：
加载fis文件。

（注意每次运行simulink文件前，这个代码必须先运行）
然后运行下面这个mdl文件。

进行基本的测试。

然后运行和查看仿真结果。

然后运行
然后运行
最后运行。