模糊控制仿真

智能控制实验报告模糊控制器的仿真

一．实验目的

1.了解模糊控制的原理

2.学习Matlab模糊逻辑工具箱的使用

3.使用工具箱进行模糊控制器的仿真

二．实验设备

1.计算机

2.Matlab软件

3.window 7操作系统

三．实验原理

模糊逻辑控制又称模糊控制，是以模糊集合论，模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一类计算机控制策略，模糊控制是一种非线性控制。图1-1是模糊控制系统基本结构，由图可知模糊控制器由模糊化，知识库，模糊推理和清晰化（或去模糊化）四个功能模块组成。

针对模糊控制器每个输入，输出,各自定义一个语言变量。因为对控制输出的判断，往往不仅根据误差的变化，而且还根据误差的变化率来进行综合评判。所以在模糊控制器的设计中，通常取系统的误差值e和误差变化率ec为模糊控制器的两个输入，则在e的论域上定义语言变量“误差E”，在ec的论域上定义语言变量“误差变化EC”；在控制量u的论域上定义语言变量“控制量U”。

通过检测获取被控制量的精确值，然后将此量与给定值比较得到误差信号e，对误差取微分得到误差变化率ec，再经过模糊化处理把分明集输入量转换为模糊集输入量，模糊输入变量根据预先设定的模糊规则，通过模糊逻辑推理获得模糊控制输出量，该模糊输出变量再经过去模糊化处理转换为分明集控制输出量。

四．实验步骤

1、在MATLAB主窗口中单击工具栏中的Simulink快捷图标，弹出“Simulink Library Browser”窗口，单击Create a new model快捷图标，弹出模拟编辑窗口，用Matlab中的Simulink 工具箱，组成一个模糊控制系统，如图所示：

2、在MATLAB命令窗口输入fuzzy，并按回车键，弹出如下的FIS Editer界面，即模糊推理系统编辑器。

3、在FIS编辑器界面上，执行菜单命令“Edit”“—Add Variable—“Input”，即可成为二维模糊推理系统，并在窗口将变量名称修改为E、EC和U，对误差E、误差变化EC机控制量的模糊集合及其论域定义如下：E、EC和U的模糊集合均为{NB、NM、NS、O、PS、PM、PB}，E和EC的显示范围为[-6,6]，结果如下图所示：

图示二维模糊推理系统

变量E的编辑结果

变量EC的编辑结果

变量EC和U的编辑结果

模糊控制器控制规则编辑器

所有规则填入后，选菜单View, 选择Rules,弹出一新界面Rule Viewer，结果如图所示。

在图中选菜单View, 选择Surface,弹出一新界面Surface Viewer，弹出控制器的三维图，所示。

控制规则浏览器

输入/输出特性曲线三维效果图

五．心得体会

通过这次仿真实验，了解到了对于模糊控制器FLC的一点仿真基础，在这次实验过程中，遇到了种种问题，都是由于没有仔细的看书和听老师的悉心教导，通过上面我深深的体会到，在做实验之前，一定要将课本上的知识熟悉，这是做实验的基础，否则，在老师讲解的时候就会听不懂，这将使我在做实验的时候难度加大，浪费做实验的宝贵时间，在下次实验时一定注意。

通过这次实验，以为从书上看来就是简单的输入，在做的过程中才体会其中的难度，纸上学来终觉浅，要动手才能体会其中的知识。

在这次实验中，我学到了很多东西，希望在以下的实验中收获更多。