模糊控制算法实例解析(含代码)

模糊控制算法实例解析(含代码)
⾸先来看⼀个实例,控制进⽔阀S1和出⽔阀S2,使⽔箱⽔位保持在⽬标⽔位O处。
按照⽇常操作经验,有以下规则
1、  若当前⽔位⾼于⽬标⽔位,则向外排⽔,差值越⼤,排⽔越快;
2、  若当前⽔位低于⽬标⽔位,则向内注⽔,差值越⼤,注⽔越快;
3、  若当前⽔位和⽬标⽔位相差很⼩,则保持排⽔速度和注⽔速度相等。
下⾯来设计⼀个模糊控制
1、选择观测量和控制量爱心预支
⼀般选择偏差e,即⽬标⽔位和当前⽔位的差值作为观察量,选取阀门开度u为控制量。
2、输⼊量和输出量的模糊化
将偏差e划分为5个模糊集,负⼤(NB)、负⼩(NS)、零(ZO)、正⼩(PS)、正⼤(PB),e为负表⽰当前⽔位低于⽬标⽔位,e为正表⽰当前⽔位⾼于⽬标⽔位。设定e的取值范围为[-3,3],⾪属度函数如下。
偏差e对应的模糊表如下:
⾪属度
变化等级
-3-2-10123
模糊集PB000000.51 PS0000.510.50 ZO000.510.500 NS00.510.5000 NB10.500000
小鹿的玫瑰花教学设计同样将控制量u划分为5个模糊集,负⼤(NB)、负⼩(NS)、零(ZO)、正⼩(PS)、正⼤(PB),u为负表⽰增⼤进⽔阀门S1的开度(同时减⼩出⽔阀门S2的开度),u为正表⽰减⼩进⽔阀门S1的开度(同时增⼤出⽔阀门S2的开度)。设定u的取值范围为[-
4,4],⾪属度函数如下。陕西林业科技
控制量u对应的模糊表如下:
田野又是青纱帐
⾪属度变化等级
-4-3-2-101234
模糊集PB00000000.51 PS000000.510.50 ZO0000.510.5000 NS00.510.500000 NB10.50000000
风尚标3、制定模糊规则
模糊规则的制定是模糊控制的核⼼内容,控制性能的好坏很⼤程度上由模糊规则决定,⽬前主要是根据经验来制定相应的规则。【后⾯可以结合神经⽹络来学习模糊规则】
(1)若e负⼤,则u负⼤;
(2)若e负⼩,则u负⼩;
(3)若e为零,则u为零;
(4)若e正⼩,则u正⼩;
(5)若e正⼤,则u正⼤;
将上述⽤语⾔描述的规则转化为’’IF A THEN B’’的语句如下:
4、求解模糊关系
根据制定的模糊规则,通过相应的模糊集合运算,可得到模糊关系集合R。
5、进⾏模糊决策
我们最终需要获得的控制量u即为模糊控制的输出,u可由偏差矩阵e和模糊关系矩阵R合成得到。
记住回家的路
6、控制量的反模糊化
我们模糊决策得到的控制量u是⼀个矩阵,并不能直接应⽤在⼯程上,因此需要将u解释为实际中的特定⾏为,即反模糊化操作。⽬前常⽤的反模糊化⽅法有以下⼏种:
(1)最⼤⾪属度法----计算简单控制要求不⾼场合
(2)重⼼法----输出更平滑
(3)加权平均法----⼯业上应⽤最⼴泛
具体⽅法的介绍请参照刘⾦琨《智能控制》⼀书P45-P46,博⽂最后会附上书籍相关链接。
7、matlab实现
所幸的是,在matlab模糊控制⼯具箱中已经帮我们实现了4-6步求解矩阵运算的操作,只需要直接调⽤evalfis函数就可以得到相应的决策控制量。
通过matlab集成的模糊控制模块,我们能够更加⽅便地对应偏差e和控制量u的关系,并可以调节e在不同值下u的对应输出。
Matlab程序

本文发布于:2024-09-21 04:25:43,感谢您对本站的认可!

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