洗衣機模糊控制matlab仿真.

1、洗衣機模糊控制仿真1. 模糊控制背景1980年，Sugeno開創(chuàng)了日本的首次模糊應(yīng)用一一控制一家富士電子水凈化廠。 1983年他又開始研究模糊機器人。隨著模糊控制技術(shù)的不斷發(fā)展，模糊控制逐漸被應(yīng)用到日用家電產(chǎn)品的控制， 例如電飯鍋、照相機、吸塵器、洗衣機等。2. 仿真目的本次仿真的主要目的是設(shè)計一個比較合理的洗衣機模糊控制器，它能夠根據(jù)被洗滌衣物的污泥多少和油脂多少，綜合得到洗滌時間，從而達(dá)到最佳的洗滌效果。3. 仿真方法本次仿真借助matlab中集成的模糊控制工具箱，使用圖形界面進(jìn)行模糊控制器的設(shè)計。最后隨意給定幾組輸入，得到輸出并作出簡單分析。4. 模糊控制器的設(shè)計模糊控制器理論設(shè)計方法

2、選擇合適的模糊控制器類型； 確定輸入輸出變量的實際論域； 確定eJeju的模糊集個數(shù)及各模糊集的隸屬度函數(shù)； 輸出隸屬度函數(shù)選為單點，可使解模糊簡單； 設(shè)計模糊控制規(guī)則集； 選擇模糊推理方法； 解模糊方法。實際設(shè)計過程 模糊控制器類型：選用兩輸入單輸出模糊控制器，控制器輸入為衣物的污泥和油 脂，輸出為洗滌時間。 確定輸入輸出變量的實際論域：輸入為Mud（污泥）和Greas（油脂），設(shè)置Range=0 100（輸入變化范圍為0,100）;輸出為Time（洗滌時間），Range=0 60（輸出變 化范圍為0,60）。對應(yīng)matlab中模糊控制模塊： 確定模糊集個數(shù)及各模糊集的隸屬度函數(shù)：將污泥分為

3、 3個模糊集：SD （污泥 少） MD （污泥中）LD污泥多）；將油脂分為三個模糊集：NG （油脂少）MG （油脂 中）LG （油脂多）；將洗滌時間非為5個模糊集：VS （很短）S （短） M （中等）L（長）VL （很長）。輸入、輸出隸屬度函數(shù)都定為三角形隸屬函數(shù)。結(jié)合輸出隸屬度函數(shù)選為單點，可使解模糊簡單；定義污泥隸屬函數(shù)如下”SD( X)0 x 50一0 x 5050(100x)“ 50v x 10050%d(x) =(x-5%50v x 100對應(yīng)matlab中隸屬度函數(shù)仿真圖如下：由隸屬函數(shù)設(shè)置污泥的3個模糊集參數(shù)為In putlName=MudNumMFs=3MF仁SD:trimf

4、,-50 0 50MF2=MD:trimf,0 50 100MF3=LD:trimf,50 100 150定義油脂隸屬函數(shù)如下:譏g(x) =(50_y)500 y 50f y50 ,100-y) 50 卩LG(x)y-%0 y 5050v y 10050 v y 100對應(yīng)matlab中隸屬度函數(shù)仿真圖如下： 由隸屬函數(shù)設(shè)置油脂3個模糊集參數(shù)為In pu t2 VName=GreaseNumMFs=3MF1=SG:trimf,-50 0 50 MF2=MG:trimf,0 50 100 MF3=LG:trimf,50 100 150 定義輸出時間隸屬函數(shù)如下：卩 vs(Z)=(10-Z)/1

5、0Za洗滌時間=/100 Z 10 (25-Z)/1510 Z 25(Z-10)/1510 Z 25* (40-Z)/1525 Z 40(Z-25)/1525 Z 400 ZW 10卩 s(Z)=*卩 M (Z) =卩 L(Z)=(60-Z)/2040W Z 60卩 vl(Z)=(乙40) /2040 W ZW 60對應(yīng)matlab中隸屬度函數(shù)仿真圖如下：由隸屬函數(shù)設(shè)置輸出洗滌時間5個模糊集參數(shù)為OutputlName=TimeNumMFs=5MF仁S:trimf,0 10 25MF2=L:trimf,25 40 60MF3=VS:trimf,-10 0 10MF4=M:trimf,10 25

6、 40MF5=VL:trimf,40 60 80設(shè)計模糊控制規(guī)則：設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為污泥越多，油脂越多，洗滌時間越長；污泥適中,油脂適中，洗滌時間適中；污泥越少，油脂越少，洗滌時間越短 建立模糊控制表如下：洗滌時間Z油脂ySGMGLG油脂XSDVSMLMDSMLLDMLVL體現(xiàn)在matlab中模糊控制規(guī)則如下:5. 仿真實驗1任給一輸入45,70,仿真結(jié)果如下，可以看出經(jīng)過前面設(shè)計好的模糊控制器得到輸 出時間為。2.輸入為0,0,仿真結(jié)果如下 分析：輸出T=3.14,并不是0。3.輸入為100,100，仿真結(jié)果如下分析：輸出為T=53.5,并不是60.6. 仿真結(jié)果綜合分析模糊推理方法常用的是 Mam

7、dani模糊推理法，由上面仿真結(jié)果能夠看出雖然 定義輸出時間的變化范圍是0,60，但是仿真過程中并不能達(dá)到理想的最大最小輸 出時間。這是因為在清晰化的過程中該仿真工具箱是采用一定的算法得到輸出時 間。上面的仿真中總共設(shè)定了 9條規(guī)則，當(dāng)給定某一輸入時，也就是給定了Mad與Grease的假定值，將該輸入分別與9條規(guī)則中各自設(shè)定的隸屬函數(shù)進(jìn)行對應(yīng)， 并將兩個輸入綜合作用的結(jié)果與相應(yīng)規(guī)則中的輸出時間Time對應(yīng)得到一個輸出結(jié)果，從而總共可以得到9個輸出時間Time的隸屬函數(shù)圖，由仿真圖就可以很方便 的看到這個過程。將9個輸出按一定推理法整合在一個圖上，這時再用到清晰化的方法比如最大隸屬度法，中心法，加權(quán)平均法等進(jìn)行解模糊，我們常使用的方法是 取所有輸