洗衣機(jī)模糊控制matlab仿真

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 洗衣機(jī)模糊控制仿真1.模糊控制背景 美國教授查徳（L.A.Zandeh）在1965年首先提出模糊集合的概念，由此打開了模糊數(shù)學(xué)及其應(yīng)用的大門。 1974年英國教授馬丹尼（E.H.Mamdani）首先將模糊集合理論應(yīng)用于加熱器的控制，創(chuàng)造了模糊控制的基本框架。1980年，Sugeno開創(chuàng)了日本的首次模糊應(yīng)用控制一家富士電子水凈化廠。1983年他又開始研究模糊機(jī)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(jī)吸塵器洗衣機(jī)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(jī)模糊控制器，它能夠根據(jù)被洗滌衣物的污泥多少和油

2、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4.1模糊控制器理論設(shè)計方法選擇合適的模糊控制器類型；確定輸入輸出變量的實(shí)際論域；確定,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(diǎn)，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。4.2實(shí)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(shí)際論域：輸入為Mud(污泥)和Grease

3、（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(diǎn)，可使解模糊簡單；定義污泥隸屬函數(shù)如下 0x50 0x50 50x100 50x100對應(yīng)matlab中隸屬度函

4、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Input1Name='Mud'NumMFs=3MF1='SD':'trimf',-50 0 50MF2='MD':'trimf',0 50 100MF3='LD':'trimf',50 100 150定義油脂隸屬函數(shù)如下： 0y50 0y50 50y100 50y100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Input2Name='Grease'NumMFs=3MF1='SG

5、':'trimf',-50 0 50MF2='MG':'trimf',0 50 100MF3='LG':'trimf',50 100 150定義輸出時間隸屬函數(shù)如下：µVS(Z)=(10-Z)/10 0Z10 Z/100Z10 µS(Z)=(25-Z)/15 10Z25(Z-10)/15 10Z25 µM(Z)=µ洗滌時間= (40-Z)/15 25Z40(Z-25)/15 25Z40 µL(Z)= (60-Z)/20 40Z60µVL(Z)=（Z

6、-40）/20 40Z60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Output1Name='Time'NumMFs=5MF1='S':'trimf',0 10 25MF2='L':'trimf',25 40 60MF3='VS':'trimf',-10 0 10MF4='M':'trimf',10 25 40MF5='VL':'trimf',40 60 80設(shè)計模糊控制規(guī)則：設(shè)

7、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(shí)驗(yàn)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T=33.1。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Mamdani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?yàn)樵谇逦倪^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