(完整word版)西华大学智能控制技术期末考试(附答案)

西华大学期末考试试题卷

（2012 至2013 学年第2学期）

课程名称：智能控制技术基础考试时间： 60 分钟

课程代码： 6004699 试卷总分： 100 分

考试形式：开卷学生自带普通计算器: 允许

1. 已知由极大极小推理法得到输出模糊集为：

试用重心法计算出此推理结果的精确值。

2. 已知某一加炉炉温控制系统，要求温度保持在600℃恒定。目前此系统采用人工控制方式，并有以下控制经验

（1）若炉温低于600℃，则升压；低得越多升压越高。

（2）若炉温高于600℃，则降压；高得越多降压越低。

（3）若炉温等于600℃，则保持电压不变。

设模糊控制器为一维控制器，输入语言变量为误差，输出为控制电压。两个变量的量化等级为七级、取五个语言值。隶属度函数根据确定的原则任意确定。试按常规模糊逻辑控制器的设计方法设计出模糊逻辑控制表。

1、解：

解：采用离散重心法：

2、解法一（针对非确定输入情况）：

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解：

给定值600℃，模糊控制器选用的系统的实际温度T 与温度给定值T d 的误差d e T T =-作为输入语言变量，把控制加热装置的供电电压u 选作输出语言变量。 1）

输入输出变量的模糊化

2）确定控制规则：

规则1、如果误差e 是NB ，则控制U 为NB; 规则2、如果误差e 是NS ，则控制U 为NS; 规则3、如果误差e 是ZE ，则控制U 为ZE; 规则4、如果误差e 是PS ，则控制U 为PS; 规则5、如果误差e 是PB ，则控制U 为PB; 3）确定模糊控制表

一维模糊控制器 设模糊控制器的输入变量为e ，输出控制量为u ，则模糊控制规则一般有以下形式：

R1: 如果e 是E1,u 是 U1; R2: 如果e 是E2,u 是 U2;

...

Rn: 如果e 是En,u 是 Un;

其中E1，E2，…En,为模糊控制器输入论域上的模糊子集；U1，U2，…Un 为模糊控制器输出论域上的模糊子集；

其总的模糊关系：1(,)n

i i i R e U E U ==⨯

由此得到了模糊控制表。

解法2（针对确定输入的情况）：

一 确定模糊控制器的结构：

取输入语言变量为误差，输出为控制电压。 二 输入输出的模糊化

两个变量的量化等级为七级、取五个语言值。 量化等级为七级

3

五个语言值

PB 、PS 、ZE 、NS 、NB

给定值600℃

模糊控制器选用的系统的实际温度T 与温度给定值T d 的误差d e T T =-作为输入语言变量，把控制加热装置的供电电压u 选作输出语言变量。

误差隶属度函数

模糊输出量隶属度函数

三 确定模糊规则

已知：

模糊控制器选用的系统的实际温度T 与温度给定值T d 的误差d e T T =-作为输入语言变量，把控制加热装置的供电电压u 选作输出语言变量。

（1） 若炉温低于600℃，则升压；低得越多升压越高。 （2） 若炉温高于600℃，则降压；高得越多降压越低。 （3） 若炉温等于600℃，则保持电压不变。

分析：

（1） 若炉温低于600℃，则升压；低得越多升压越高。

当

6000d d T T T T e

≤=≤-=，则升压；低得越多升压越高。

（2） 若炉温高于600℃，则降压；高得越多降压越低。

当

6000d d T T T T e ≥=≥-=，则降压；高得越多降压越低。

（3） 若炉温等于600℃，则保持电压不变。

当

6000d d T T T T e

≥=≥-=，则保持电压不变。电压固定在15V.

控制规则

规则1、如果误差e 是NB ，则控制U 为NB; 规则2、如果误差e 是NS ，则控制U 为NS; 规则3、如果误差e 是ZE ，则控制U 为ZE; 规则4、如果误差e 是PS ，则控制U 为PS; 规则5、如果误差e 是PB ，则控制U 为PB;

四 确定去模糊方法（针对确定输入的情况）

按照离散重心法： 重心法

重心法 是取模糊隶属度函数的曲线与横坐标围城面积的重心为模糊推理最终输出值。

连续：0()()v V

v

V

v v dv

v v dv

μμ=

⎰⎰

模糊控制逻辑表

离散：101

()

()

m

k

v

k

k m

v

k

k v v v v μμ===

∑∑

1)(3)e μ从误差隶属度图看到PB,PS 规则4、如果误差e 是PS ，则控制U 为PS; 误差(3)0.4PS μ= 由规则4得到 控制：10.4

U PS

=

如果有两个输入变量，就是两维输入，E,DE ，那么控制就是用玛达尼，求它们的最小值，见p55z 最后三行和P61的由规则一得到：（前面五行）

规则5、如果误差e 是PB ，则控制U 为PB;

误差(3)1PB μ= 由规则5得到 控制：21U PB

=

最后的输出增量为上面两条控制量的合成：

120.41

U U U PS PB =+=+

模糊输出量隶属度函数

精确化

控制输出：

00.4500.435150

46.6667

0.40.41

v

⨯+⨯+⨯

==

++

2)(2)

e

μ从误差隶属度图看到PB,PS

规则4、如果误差e是PS，则控制U为PS;

误差(2)1

PS

μ=

由规则4得到

控制：

11

U PS

=

规则5、如果误差e是PB，则控制U为PB;

误差(2)0.3

PS

μ=

由规则5得到

控制：

20.3

U PB

=

最后的输出增量为上面两条控制量的合成，

12

0.3 1

U U U PS PB =+=+

模糊输出量隶属度函数