模糊控制器設(shè)計(jì) - 基于雙模糊控制的溫度控制系統(tǒng)研究

　　2.3.1 確定輸入、輸出隸數(shù)度函數(shù)

　　模糊控制器采用二維結(jié)構(gòu)，以誤差e和誤差變化率ec作為模糊控制器的輸入信號(hào)，將模糊控制器進(jìn)行模糊化、模糊邏輯推理、解模糊化等一系列操作，最后得到模糊控制器輸出控制信號(hào)量u。根據(jù)雙模糊控制器的原理，令其輸入為E和Ec，輸出為U，并確定輸入輸出的隸屬度函數(shù)。取E，Ec，U的模糊論域?yàn)閇-6，6]。實(shí)際誤差e的變化范圍是[-0.5，0.5]，實(shí)際誤差變化率ec的變化范圍是[-1，1]，實(shí)際輸出控制量u的變化范圍是[0，10]。因此可確定偏差e的量化因子Ke=15，偏差變化率ec的量化因子Ke=6，控制量u的量化因子Ku=1。變量E的語(yǔ)言值設(shè)定為8個(gè)，即{負(fù)大(NB)、負(fù)中(NM)、負(fù)小(NS)、負(fù)零(NO)、正零(PO)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)};將變量Ec的語(yǔ)言值設(shè)定為7個(gè)，即{負(fù)大(NB)、負(fù)中(NM)、負(fù)小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)};輸出變量U的語(yǔ)言值也設(shè)定為7個(gè)，即{負(fù)大(NB)、負(fù)中(NM)、負(fù)小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)}，E，Ec，U的隸屬度函數(shù)選為梯形，如圖3～圖5所示。

　　2.3.2 模糊規(guī)則設(shè)計(jì)

　　雙模糊控制中的模糊控制器根據(jù)誤差和誤差變化率的不同狀態(tài)，工程設(shè)計(jì)人員的技術(shù)知識(shí)和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，建立合適的模糊規(guī)則表，得到模糊控制規(guī)則如表1所示。

　　3 基于Matlab/simulink的雙模糊控制系統(tǒng)仿真

　　3.1 建立模糊推理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　在Matlab命令窗口鍵入fuzzy命令進(jìn)入模糊邏輯工具箱，在FIS Editor窗口的Edit菜單下確定輸入、輸出變量的論域范圍和各個(gè)語(yǔ)言變量的隸屬函數(shù)曲線等參數(shù)，雙擊每個(gè)圖標(biāo)就可以進(jìn)行編輯，得到模糊控制器的文件。

　　3.2 建立模糊控制規(guī)則

　　用Edit菜單下的rules打開模糊規(guī)則編輯器確定“IF…THEN”形式的模糊控制規(guī)則。u共有控制規(guī)則56條，每條規(guī)則的加權(quán)值都缺省為1，推理算法為max-min合成法，解模糊方法采用取重心法。將設(shè)計(jì)好的模糊控制器保存在一個(gè)用戶自己定義的文件，后綴為fis。