模糊逻辑控制作业

《智能控制技术》平时作业题

2016年4月1日

学号______________ 姓名

题一： 设被控对象的传递函数为

21()1000441)

G s s s =++ （1）针对阶跃输入()5/R s s =，设计模糊监督PID 控制系统，使

得系统输出的超调量2%δ≤，进行系统仿真。

（2）已知条件和性能指标同（1），设计模糊监督模糊控制系统，进行系统仿真，同（1）的仿真结果进行比较。

题二：设被控对象的传递函数为

p

22p p p ()2K G s s s ζωω=++ 式中，P 1K =，P 0.707ζ=，P 1ω=。参考模型为一阶系统

r r ()K M s s a =+，r

1K =，r 1a =。系统参考输入为()sin(0.6)r t t =。 （1）针对()G s 设计一个直接模糊控制器（非自适应），使得对

象的输出尽可能接近参考模型的性能指标。模糊控制器为二维模

糊控制器，其输入变量为偏差e r y =-，r 为系统参考输入，y 为被控对象输出；偏差变化()()()e kT e kT T e

kT T

--= （用一阶后向差分近似）。 （2）针对()G s 设计模糊模型参考学习自适应控制系统，使得对

象输出跟踪参考模型输出并尽可能地靠近它。将（1）中所设计的模糊控制器作为初始模糊控制器并为FMRLC（模糊模型参考学习控制）所调整，进行系统仿真。

题三：使用模糊逻辑工具箱建立以下模糊推理系统。

（1）单输入单输出模糊推理系统：输入、输出变量分别为e和u，其模糊集论域均为[-1，1]，语言变量取值[N，ZO，P]，隶属函数为对称三角形，规则为

If e is N Then u is N

If e is ZO Then u is ZO

If e is P Then u is P

画出该模糊推理系统输入输出关系曲线。

（2）两输入一输出模糊推理系统：输入变量e和e ，输出变量为u，其模糊集论域均为[-6，6]，语言变量取值[NL，NS，ZO，PS，PL]，隶属函数为对称三角形；规则前件及蕴涵均采用“取小”运算。设计25条控制规则；求出该推理系统的控制面。（3）采用高斯形隶属函数，重复上述（2）。

题四：已知某被控对象的传递函数为

2.5

()

(101)

G s

s s

=

+。

（1）采用二维PD模糊控制器，输入变量e和e ，输出变量为u，其模糊集论域均为[-6，6]，语言变量取值[NL，NM，NS，ZO，PS，PM，PL]，隶属函数为对称三角形；规则前件及蕴涵均采用“取小”运算，采用COG反模糊化方法。用Simulink建立单位

反馈仿真系统，适当调整模糊控制器的增益系数e K ，c K 及u K ，求出系统的阶跃响应曲线；

（2）已知条件同条件（1），求系统单位斜坡输入时的系统响应曲线，分析系统响应曲线，分析系统响应曲线是否有静态偏差存在，为什么？

（3）已知条件同条件（1），针对单位斜坡输入，要求系统无静态偏差，该怎样设计模糊控制器？设计相应的模糊控制器并进行系统仿真。