模糊控制器设计举例.pptx

1 模糊控制系统框图 模糊控制器 2 3 3模糊控制器设计举例 某电热炉用于金属零件的热处理 要求保持炉温600 不变 电热炉的供电电压是由可控硅整流电源提供的 它的电压连续可调 调整可控硅触发电路中的偏置电压 即改变可控硅的导通角时 可控硅整流电源的电压可根据需要调整 因为炉温受被处理零件多少 体积大小以及电网电压波动等因素影响 难以建立精确的数学模型 因此采用模糊控温方案 3 模糊控制器设计方案 一 确定模糊控制器的结构及输入 输出语言变量采用双输入单输出的二维模糊控制器 输入语言变量 偏差E 偏差变化率EC e r ye为偏差 r为温度设定值 y为温度测量值 输出语言变量 可控硅触发电路中的偏置电压的变化量U 4 模糊控制系统框图 模糊控制器 5 二 输入语言变量偏差E 偏差变化EC和输出语言变量控制量变化U的语言值的确定偏差e的基本论域 20 20 偏差语言值E的离散论域 X 6 5 0 0 5 6 则偏差e的量化因子为语言变量偏差E的语言值选为 PB PM PS PO NO NS NM NB8个语言值 6 确定在论域X上用以描述模糊子集PB NB的隶属函数 并据此建立语言变量E的赋值表 如表3 3 1所示 表3 3 1语言变量E的赋值表 7 偏差变化率ec的基本论域 15 15 偏差变化率语言值EC的离散论域 Y 6 5 0 5 6 则偏差变化率ec的量化因子为语言变量偏差变化率EC的语言值选为 PB PM PS O NS NM NB7个语言值 8 确定在论域Y上用以描述模糊子集PB NB的隶属函数 并据此建立语言变量EC的赋值表 如表3 3 2所示 表3 3 2语言变量EC的赋值表 9 控制量变化u的基本论域 10 10 控制量变化语言值U的离散论域 Z 7 6 0 6 7 则控制量变化u的比例因子为语言变量控制量变化U的语言值选为 PB PM PS O NS NM NB7个语言值 10 通过操作者的实践经验总结 确定在论域Z上用以描述模糊子集PB NB的隶属函数 并据此建立语言变量U的赋值表 如表3 3 3所示 表3 3 3语言变量U的赋值表 11 三 模糊控制规则的确定 表3 3 4模糊控制规则表 12 13 四 模糊化与模糊推理设实测偏差为 由此计算得到偏差变化量化后得 且将模糊化得模糊子集则 14 五 解模糊与模糊控制表的生成采用最大隶属度法对模糊控制增量进行解模糊 得到在论域Z 7 6 0 6 7 上取值的控制增量 对论域X X 6 5 0 0 5 6 和论域Y Y 6 5 0 5 6 的全部元素的所有组合 进行上述模糊化 模糊推理及模糊判决运算 均能得到论域Z Z 7 6 0 6 7 上的元素与之一一对应 将这些对应关系编制成表格 即得模糊控制表 15 表3 3 5模糊控制查询表 16 模糊控制表离线计算得到 在线控制时 在每一控制周期将实测偏差和偏差变化分别进行量化 取得查找模糊控制表所需的 再从表中查出对应的控制量变化 与比例因子相乘 便得加到被控对象的实际控制量的变化值 1