模糊控制理論上機(jī)作業(yè)

1、83上機(jī)作業(yè)講解大作業(yè): 設(shè)三個被控對象的傳遞函數(shù)分別為 I. 選擇傳遞函數(shù)(1) 首先設(shè)計常規(guī)PD控制器，盡量滿足參考指標(biāo)；(2) 將PD控制器輸入輸出數(shù)據(jù)作為專家操作試驗數(shù)據(jù)，分別設(shè)計Mamdany型和T-S型模糊控制器，進(jìn)行仿真計算； 對模糊控制器，考慮以下因素對系統(tǒng)性能的影響 模糊控制器方案的選擇； 語言變量取法； 論域的劃分； 模糊子集（隸屬函數(shù)）的形狀和分布。(3) 比較PD、Mamdany型和T-S型模糊控制器下系統(tǒng)的性能。II. 參考性能指標(biāo): (1) r(t)=1(t) 時穩(wěn)態(tài)誤差為0 ; (2) 超調(diào)量不超過5 % ; (3) 調(diào)節(jié)時間不超過2秒。 確定控制方案, 設(shè)計模糊

2、控制器.要求: 設(shè)計仿真框圖, 編制程序, 給出計算結(jié)果及曲線。（1） 仿真框圖（2） 輸入輸出語言變量的語言值分布圖（3） 模糊控制規(guī)則表面圖（4） 階躍響應(yīng)曲線（5） 性能指標(biāo)值（穩(wěn)態(tài)誤差，超調(diào)量，調(diào)節(jié)時間）模糊控制系統(tǒng)設(shè)計1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定2控制規(guī)則獲?。ń柚赑D控制器）； 3定義基本論域，調(diào)整語言變量的語言值；4仿真計算，給出結(jié)果(仿真圖，語言值分布圖，控制規(guī)則圖，系統(tǒng)動、靜態(tài)指標(biāo))。 模糊控制系統(tǒng)仿真 I:fuzzy上機(jī)作業(yè)講解例1 用fuzzy工具箱構(gòu)建FIS1PD仿真，定基本論域 I:fuzzy模糊控制演示程序：shiyan01. mdl2建立模糊模型3建立模糊控制器4仿真檢驗例2

3、 用fuzzy程序構(gòu)建FIS1PD仿真，定基本論域 I:fuzzy模糊控制演示程序：shiyan02. mdl2建立模糊模型3建立模糊控制器 I:fuzzy模糊控制演示程序：shiyan02. mdl4修正論域及語言值分布5仿真檢驗例3 構(gòu)建T-S模糊模型1確定各模糊條件語言的后件函數(shù) 2建立模糊模型3建立模糊控制器 I:fuzzy模糊控制演示程序：shiyan02. mdl4仿真檢驗例1 用Fuzzy工具箱建立模糊控制器(Mamdani)控制規(guī)則表1：fuzzy01U ECEec1-1.0ec20.0ec31.0e1 -1.03.65 u52.3 u40.95 u3e2 0.01.35 u4

4、0.0 u3-1.35 u2e3 1.0-0.95 u3-2.3 u2-3.65 u1輸出語言變量的語言值Uu1u2u3u4u5控制規(guī)則表1：U ECEec1ec2ec3e1u5u4u3e2u4u3u2e3u3u2u1例2 用程序建立模糊控制器(Mamdani)控制規(guī)則表2：shiyan1U ECEec1-1.0ec2-0.5ec30.0ec40.5ec51.0e1 -1.03.46 u52.88 u52.30 u41.72 u41.14 u4e2 -0.52.31 u41.73 u41.15 u40.57 u30.01 u3e3 0.01.16 u40.58 u30.00 u3-0.58 u

5、3-1.16 u2e4 0.5-0.01 u3-0.57 u3-1.15 u2-1.73 u2-2.31 u2e5 1.0-1.14 u2-1.72 u2-2.30 u2-2.88 u1-3.46 u1輸出語言變量的語言值Uu1u2u3u4u5控制規(guī)則表2：U ECEec1ec2ec3ec4ec5e1u5u5u4u4u4e2u4u4u4u3u3e3u4u4u3u2u2e4u3u3u2u2u2e5u2u2u2u1u1clear;clc;a=newfis('fis1');a=addvar(a,'input','e',-3 7);a=addmf(a,&

6、#39;input',1,'負(fù)大','gaussmf',0.3,-3);a=addmf(a,'input',1,'負(fù)小','gaussmf',0.3,0);a=addmf(a,'input',1,'零','gaussmf',0.3,2);a=addmf(a,'input',1,'正小','gaussmf',0.3,4);a=addmf(a,'input',1,'正大','g

7、aussmf',0.3,7);plotmf(a,'input',1);pause;a=addvar(a,'input','ec',-2 4);a=addmf(a,'input',2,'負(fù)大','gaussmf',0.3,-2);a=addmf(a,'input',2,'負(fù)小','gaussmf',0.3,0);a=addmf(a,'input',2,'零','gaussmf',0.3,1);a=a

8、ddmf(a,'input',2,'正小','gaussmf',0.3,2);a=addmf(a,'input',2,'正大','gaussmf',0.3,4);plotmf(a,'input',2);pause;a=addvar(a,'output','u',-5 5);a=addmf(a,'output',1,'負(fù)大','gaussmf',0.3,-5);a=addmf(a,'output&#

9、39;,1,'負(fù)小','gaussmf',0.3,-1.5);a=addmf(a,'output',1,'零','gaussmf',0.3,0);a=addmf(a,'output',1,'正小','gaussmf',0.3,1.5);a=addmf(a,'output',1,'正大','gaussmf',0.3,5);plotmf(a,'output',1);pause; 控制規(guī)則表2U ECEec1e

10、c2ec3ec4ec5e1u5u5u4u4u4e2u4u4u4u3u3e3u4u4u3u2u2e4u4u3u3u3u2e5u2u2u2u1u1 “E”值， “EC”值， “U”值， 語句權(quán)系數(shù)， “and”rulelist=1 1 5 1 1; 1 2 5 1 1; 1 3 4 1 1; 1 4 4 1 1; 1 5 4 1 1; 2 1 4 1 1; 2 2 4 1 1; 2 3 4 1 1; 2 4 3 1 1; 2 5 3 1 1; 3 1 4 1 1; 3 2 3 1 1; 3 3 3 1 1; 3 4 3 1 1; 3 5 2 1 1; 4 1 3 1 1; 4 2 3 1 1; 4

11、 3 2 1 1; 4 4 2 1 1; 4 5 2 1 1; 5 1 2 1 1; 5 2 2 1 1; 5 3 2 1 1; 5 4 1 1 1; 5 5 1 1 1;a=addrule(a,rulelist);%gensurf(a);pause;fuzzy;shiyan02;% lffz;例3建立模糊控制器(Sugeno)控制規(guī)則表3：u=a.e+b.ec+cU ECEec1ec2ec3e1u1= 3u2=-2.3e+1u3= -1e2u4=-1.16ec+2u5=-2.3e-1.16ecu6=-1.16ec-2e3u7= 1u8=-2.3e-1u9= -3上機(jī)作業(yè): 設(shè)三個被控對象的傳遞函數(shù)分別為 III. 選擇其中之一, 分別為其設(shè)計常規(guī)PD控制器和模糊控制器(E,ECU), 比較兩者性能. 對模糊控制器，考慮以下因素對系統(tǒng)性能的影響, 模糊控制器方案的選擇; 語言變量取法; 論域的劃分; 模糊子集（隸屬函數(shù)）的形狀和分布;IV. 參考性能指標(biāo): (1) r(t)=1(t) 時穩(wěn)態(tài)誤差為0 ; (2) 超調(diào)量不超過5 % ; (3