模糊控制器设计实例课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,模糊控制技术,模糊控制器设计实例,模糊控制技术模糊控制器设计实例,1,考虑右图液位系统的模糊控制器设计。,考虑右图液位系统的模糊控制器设计。,2,受控对象：倒锥形容器的液位高度h,检测装置：测量容器底部压力来间接测量液位,执行机构：为保持液位高度h为设定值，控制进水电磁阀V,1,的开启度，因此系统的执行机构就是电磁阀V,1,模糊控制器：从硬件角度看，是计算机控制系统；从软件角度看，应设计合适的模糊控制算法。,受控对象：倒锥形容器的液位高度h,3,为简单起见，假设电磁阀V,1,的开启度与进水量间呈线性关系。,注意：受控对象是倒锥形容器，其液位高度h和进水量Q间的关系不是线性关系，且有实质性，因此是较为复杂的控制对象。此类控制对象采用模糊控制器是可取的方案。,为简单起见，假设电磁阀V1的开启度与进水量间呈线性关系。,4,首先确定模糊控制器结构。为得到良好的控制性能，观测液位误差e和误差变化ec，控制量只有一个电磁阀V,1,的开启电压u。因此，模糊控制器采用两输入单输出的二维结构。,确定语言变量。需要确定的语言变量有3个：误差e、误差变化ec和输出控制电压u。,首先确定模糊控制器结构。为得到良好的控制性能，观测液位误差e,5,设液位给定高度h,d,，实际高度h，则液位误差e=h,d,-d，取其语言变量为E，论域X=-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，论域上模糊子集是A,i,(i=1,2,7)，相应语言值为正大（PB），正中（PM），正小（PS），零（Z），负小（NS），负中（NM），负大（NB）。分别表示当前水位h相对设定值h,d,为：“极低”、“很低”、“偏低”、“正好”、“偏高”、“很高”、“极高”。,设液位给定高度hd，实际高度h，则液位误差e=hd-d，取其,6,系统液位误差前后两次采样值变化量是ec=e,2,-e,1,=(h,d,-h,1,)-(h,d,-h,2,)=h,2,-h,1,，取其语言变量为EC，论域Y=-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，论域上的模糊子集是B,j,（j=1,2,3,5），相应语言值为正大（PB），正小（PS），零（Z），负小（NS），负大（NB）。分别表示当前水位变化h,2,-h,1,为：“快速上升”、“上升”、“不变”、“下降”、“快速下降”。,系统液位误差前后两次采样值变化量是ec=e2-e1=(hd-,7,系统输出控制量u，取其语言变量为U，论域Z=-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，论域上模糊子集是C,k,(k=1,2,3,7)，相应语言值为正大（PB），正中（PM），正小（PS），零（Z），负小（NS），负中（NM），负大（NB）。分别表示控制执行机构动作为：“发水位高限报警，并全关闭阀门V1”、“阀门V1开度减小量大”、“阀门V1开度减小量小”、“阀门V1开度不变”、“阀门V1开度增加量小”、“阀门V1开度增加量大”、“发水位低限报警，并阀门V1开度为最大”。,系统输出控制量u，取其语言变量为U，论域Z=-3，-2，-,8,确定语言值隶属度函数。对上面各语言之给定其模糊化的隶属度函数，这里为简单起见选择三角形函数。,确定语言值隶属度函数。对上面各语言之给定其模糊化的隶属度函数,9,模糊控制器设计实例课件,10,建立模糊控制规则,If E=PB and EC=NB or NS or Z then U=NB,If E=PB and EC=PB or PS then U=NM,If E=PM and EC=NB or NS then U=NB,If E=PM and EC=PB then U=NS,If E=PM and EC=PS or Z then U=NM,If E=PS and EC=NB then U=NM,If E=PS and EC=NS or Z then U=NS,If E=PS and EC=PB or PS then U=Z,If E=Z and EC=NB or NS then U=NS,建立模糊控制规则,11,If E=Z and EC=PB or PS then U=PS,If E=Z and EC=Z then U=Z,If E=NS and EC=NB or NS then U=Z,If E=NS and EC=Z or PS then U=PS,If E=NS and EC=PB then U=PM,If E=NM and EC=NB then U=PS,If E=NM and EC=Z or NS then U=PM,If E=NB and EC=NS or NB then U=PM,If E=NM and EC=PB or PS then U=PB,If E=NB and EC=Z or PS or PB then U=PB,If E=Z and EC=PB or PS then U=,12,E A,i,U C,k,EC B,j,A,1,PB,A,2,PM,A,3,PS,A,4,Z,A,5,NS,A,6,NM,A,7,NB,B,1,PB,NM,C6,R2,NS C,5,R,4,Z,C,4,R,6,PS,C,3,R,10,PM C,2,R,14,PB,C,1,R,18,PB,C,1,R,19,B,2,PS,NM,C,6,R,5,PS,C,3,R,13,B,3,Z,NB,C,7,R,1,NS,C,5,R,7,Z,C,4,R,11,PM,C,2,R,16,B,4,NS,NB,C,7,R,3,NS,C,5,R,9,Z,C,4,R,12,PM,C,2,R,17,B,5,NB,NM,C,6,R,6,PS,C,3,R,15,确定模糊关系R,l,E AiA1A2A3A4A5A6A7B1 PBN,13,模糊推理和解模糊,模糊推理和解模糊,14,