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模糊控制系统设计及MATLAB仿真研究


昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告
( 20 课程名称:智能控制导论 年级、专业、班 实验项目名称 —20 学年第 学期 ) 年 月 成绩 指导教师 李 俊 丽 日

开课实验室:自动化系机房 学号 姓名

模糊控制系统设计及 MATLAB 仿真研究

教 师 评 语

教师签名:

年 月 日

一、实验目的
1、通过上机实习,熟悉 MATLAB 的基本操作命令、simulink 和模糊控制 工具箱的使用。 2、掌握利用 MATLAB 设计模糊控制器的基本方法,为以后利用计算机进 行模糊控制系统分析与设计打下良好的基础。

二、实验原理及基本技术路线图(方框原理图)

三、所用仪器、材料(设备名称、型号、规格等)
装有 MATLAB 的电脑或者个人计算机

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四、实验方法、步骤
1、方法一: 1)Simulink 环境下建立控制框图。 2)利用 MATLAB 模糊控制工具箱建立模糊控制系统保存在 a2 中。 3)采用 Simulink 进行仿真。 2、方法二: 1)Simulink 环境下建立控制框图。 2)编写 M 文件建立模糊控制系统保存在 a2 中,运行 M 文件。 3)采用 Simulink 进行仿真。 起初看着方法二步骤比较少,就采用方法二进行实验,但是在编写 M 文 件时候总是出错,后来放弃了改用方法一,虽然麻烦,但是只要认真总会成功的。

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)
1、Simulink 环境下建立控制框图:

2、建立模糊控制系统及设定 e、ec 和 u 的模糊集及其隶属函数 1)输入值 e 设定:

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2)输入值 ec 设定:

3)输出值 u 设定:

3、建立模糊控制规则及模糊推理 建立模糊控制规则:
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这里模糊规则根据模糊规则表设定,共有 49 条,对照着一条一条的输 入,过程中一定要仔细认真,当时自己实验的时候就是输了三次,第一次规则错了, 第二次少了 2 条,后来从新开始。 (附模糊规则表)

e u
NB NM NB NB NB NM NM NS NS Z NM NB NM NM NS NS Z PS NS NM NM NS NS Z PS PS ZO NM NS NS Z PS PS PM PS NS NS Z PS PS PM PM PM NS Z PS PS PM PM PB PB Z PS PS PM PM PB PB

Ec

NS ZO PS PM PB

4、开始仿真 1)输出规则:

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2)输出曲面:

3)输出结果:

第 5 页 共 6 页

六、实验结果、分析和结论(误差分析与数据处理、成果 总结等)
实验结果如上开始仿真的结果 通过本次试验,我对 MATLAB 的理解更加深刻,利用 MATLAB 来实现模 糊控制器的仿真分析非常简便,为研究模糊控制理论、涉及模糊控制器提供了有 力的工具。 Simulink 构造模糊控制系统结构框图进行仿真大大减少了编程工作量,而 且形象直观,容易对输入输出量化论域、语言变量、隶属度函数和控制规则进行 修改。也可以通过存贮在 workspace 的数据进行分析和处理。 另外通过编写 S 函数, MATLAB 与 SIMULINK 有机地结合起来, 将 实现参数调 整 的模糊控制系统的设计和仿真,该方法也可以设计多个模糊控制器,通过 S 函数 来实时选择不同的控制器,提高系统的控制性能。

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