方法二用MATLAB的模糊邏輯工具箱(Fuzzy-toolbox)實現(xiàn)

1、方法二：用MATLAB的模糊邏輯工具箱(Fuzzy toolbox)實現(xiàn)（陳老師 整理）一、模糊邏輯推理系統(tǒng)的總體特征模糊控制由于不依賴對象的數(shù)學(xué)模型而受到廣泛的重視，計算機仿真是研究模糊控制系統(tǒng)的重要手段之一。由Math Works公司推出的Matlab軟件，為控制系統(tǒng)的計算機仿真提供了強有力的工具，特別是在Matlab4.2以后的版本中推出的模糊工具箱(Fuzzy Toolbox)，為仿真模糊控制系統(tǒng)提供了很大的方便。由于這樣的模塊都是由相關(guān)領(lǐng)域的著名學(xué)者開發(fā)的，所以其可信度都是很高的，仿真結(jié)果是可靠的。在Simulink環(huán)境下對PID控制系統(tǒng)進行建模是非常方便的，而模糊控制系統(tǒng)與PID控

2、制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本相同，僅僅是控制器不同。所以，對模糊控制系統(tǒng)的建模關(guān)鍵是對模糊控制器的建模。Matlab軟件提供了一個模糊推理系統(tǒng)（FIS）編輯器，只要在Matlab命令窗口鍵入Fuzzy就可進入模糊控制器編輯環(huán)境。二、Matlab模糊邏輯工具箱仿真1. 模糊推理系統(tǒng)編輯器（Fuzzy）模糊推理系統(tǒng)編輯器用于設(shè)計和顯示模糊推理系統(tǒng)的一些基本信息，如推理系統(tǒng)的名稱，輸入、輸出變量的個數(shù)與名稱，模糊推理系統(tǒng)的類型、解模糊方法等。其中模糊推理系統(tǒng)可以采用Mandani或Sugeuo兩種類型，解模糊方法有最大隸屬度法、重心法、加權(quán)平均等。打開模糊推理系統(tǒng)編輯器，在MATLAB的命令窗（command

3、window）內(nèi)鍵入：fuzzy 命令，彈出模糊推理系統(tǒng)編輯器界面，如下圖所示。因為我們用的是兩個輸入，所以在Edit菜單中，選Add variable ->input,加入新的輸入input,如下圖所示。選擇input(選中為紅框),在界面右邊文字輸入處鍵入相應(yīng)的輸入名稱，例如,溫度輸入用 tmp-input, 磁能輸入用 mag-input，等。2.隸屬度函數(shù)編輯器(Mfedit)該編輯器提供一個友好的人機圖形交互環(huán)境，用來設(shè)計和修改模糊推理系中各語言變量對應(yīng)的隸屬度函數(shù)的相關(guān)參數(shù)，如隸屬度函數(shù)的形狀、范圍、論域大小等，系統(tǒng)提供的隸屬度函數(shù)有三角、梯形、高斯形、鐘形等，也可用戶自行定

4、義。雙擊所選input，彈出一新界面，在左下Range處和Display Range處,填入取只范圍，例如 0至9 （代表0至90）。在右邊文字文字輸入Name處，填寫隸屬函數(shù)的名稱，例如lt或LT(代表低溫)。在Type處選擇trimf(意為：三角形隸屬函數(shù)曲線，triangle member function),當(dāng)然也可選其它形狀。在Params(參數(shù))處，選擇三角形涵蓋的區(qū)間，填寫三個值，分別為三角形底邊的左端點、中點和右端點在橫坐標(biāo)上的值。這些值由設(shè)計者確定。見下圖。用類似的方法設(shè)置輸出output的參數(shù)。注意：我們共有9個規(guī)則，所以相應(yīng)地有9個輸出隸屬函數(shù)。默認(rèn)3個隸屬函數(shù)，剩下6個

5、由設(shè)計者加入。點擊Edit菜單，選 Add Custom MS->繼續(xù)填入相應(yīng)參數(shù)即可。見下圖。3 用命令行函數(shù)實現(xiàn)烘干機模糊邏輯系統(tǒng)通過隸屬度函數(shù)編輯器來設(shè)計和修改“IF.THEN”形式的模糊控制規(guī)則。由該編輯器進行模糊控制規(guī)則的設(shè)計非常方便，它將輸入量各語言變量自動匹配，而設(shè)計者只要通過交互式的圖形環(huán)境選擇相應(yīng)的輸出語言變量，這大大簡化了規(guī)則的設(shè)計和修改。另外，還可為每條規(guī)則選擇權(quán)重，以便進行模糊規(guī)則的優(yōu)化。在上面的界面中，選Edit菜單，選擇Rules, 彈出一新界面Rule Editor. 在底部的選擇框內(nèi)，選擇相應(yīng)的 IFANDTHEN 規(guī)則，點擊Add rule 鍵，上部框內(nèi)

6、將顯示相應(yīng)的規(guī)則。本次課題中用到了9條左右的規(guī)則，依次加入。如下圖所示：4 模糊邏輯工具箱仿真結(jié)果模糊規(guī)則瀏覽器用于顯示各條模糊控制規(guī)則對應(yīng)的輸入量和輸出量的隸屬度函數(shù)。通過指定輸入量，可以直接的顯示所采用的控制規(guī)則，以及通過模糊推理得到相應(yīng)輸出量的全過程，以便對模糊規(guī)則進行修改和優(yōu)化。所有規(guī)則填入后，選菜單View, 選擇Rules,彈出一新界面Rule Viewer，如下圖所示。上圖表示當(dāng)溫度為45度、磁能為45瓦時，輸出干度為約70個單位。左右拉動界面中的兩支紅線，拉到欲選的近似值，右邊圖頂顯示相應(yīng)的干度結(jié)果。上圖中選菜單View, 選擇Surface,彈出一新界面Surface Viewer，彈出該課題結(jié)果的三維圖。如下圖所示。注意將鼠標(biāo)箭頭放置圖內(nèi)，移動鼠標(biāo)可得到不同角度的視圖，如下圖所示。三、解題要求： 1需打印出以上結(jié)果圖。 2在每幅圖的下方，需對該圖進行必要的文字解釋。 3對給定的輸入T=25度, M=60瓦, 運行程序算出干度D的結(jié)果頁。四、提交要