智能控制及MATLAB实现—水箱液位模糊控制仿真设计

1、水箱水位模糊控制系统设计一 在MATLAB命令窗口中输入sltank，便可打开如图所示的模型窗口。图1sltank仿真图（1） 打开MATLAB，输入指令fuzzy，打开模糊逻辑工具箱的图形用户界面窗口，新建一个Mamdani模糊推理系统。（2） 增加一个输入变量，将输入变量命名为水位误差、误差变化，将输出变量命名为阀门开关速度。这样就建立了一个两输入单输出的模糊推理系统，保存为shuiwei1。图2增加一个输入变量（3） 设计模糊化模块；设水位误差level的论域为2.95 3.05,误差变化率rate的论域为-0.2 0.2；两个输入量的模糊集为level设为为7个，rate设为5个：其中

2、水位误差level定为NB、NM、NS、ZE、PS、PM、PB；参数分别为0.01 2.95、0.01 2.97,0.01 2.99、0.01 3、0.01 3.01、0.01 3.03、0.01 3.05，隶属度均为高斯函数；图3输入量level的参数设定误差变化率rate分别为负大，负小，不变，正小，正大。参数分别为，0.03 -0.2、0.03 -0.1、0.03 0、0.03 0.1、0.03 -0.2，隶属度函数均为高斯函数。图4误差变化率rate的参数设定阀门的开关速度设为七个等级：快关，中关，慢关，不动，慢开，中开，快开,其论域为2.95 3.05。参数分别为；2.94 2.95

3、 2.96、2.965 2.97 2.975、2.99 2.99 2.995、2.999 3 3.001、3.005 3.01 3.015、3.02 3.03 3.035、3.04 3.05 3.06，隶属函数为三角形函数。图5输出量valve的参数设定（4） 设计模糊规则打开Ruel Editor窗口，通过选择添加模糊规则；1） If (level is NB) and (rate is 负大) then (valve is 快关) (1)2） If (level is NB) and (rate is 负小) then (valve is 快关) (1) 3） If (level is N

4、B) and (rate is 不变) then (valve is 快关) (1) 4） If (level is NB) and (rate is 正小) then (valve is 中关) (1)5） If (level is NB) and (rate is 正大) then (valve is 不动) (1) 6） If (level is NM) and (rate is 负大) then (valve is 快关) (1) 7） If (level is NM) and (rate is 负小) then (valve is 快关) (1) 8） If (level is NM

5、) and (rate is 不变) then (valve is 快关) (1) 9） If (level is NM) and (rate is 正小) then (valve is 中关) (1)10） If (level is NM) and (rate is 正大) then (valve is 不动) (1)11） If (level is NS) and (rate is 负大) then (valve is 中关) (1) 12） If (level is NS) and (rate is 负小) then (valve is 中关) (1) 13） If (level is

6、NS) and (rate is 不变) then (valve is 中关) (1) 14） If (level is NS) and (rate is 正小) then (valve is 不动) (1) 15） If (level is NS) and (rate is 正大) then (valve is 慢开) (1) 16） If (level is ZE) and (rate is 负大) then (valve is 中关) (1) 17） If (level is ZE) and (rate is 负小) then (valve is 慢关) (1)18） If (level

7、 is ZE) and (rate is 不变) then (valve is 不动) (1)19） If (level is ZE) and (rate is 正小) then (valve is 慢开) (1) 20） If (level is ZE) and (rate is 正大) then (valve is 中开) (1)21） If (level is PS) and (rate is 负大) then (valve is 慢关) (1) 22） If (level is PS) and (rate is 负小) then (valve is 不动) (1) 23） If (le

8、vel is PS) and (rate is 不变) then (valve is 中开) (1)24） If (level is PS) and (rate is 正小) then (valve is 中开) (1) 25） If (level is PS) and (rate is 正大) then (valve is 中开) (1) 26） If (level is PM) and (rate is 负大) then (valve is 不动) (1) 27） If (level is PM) and (rate is 负小) then (valve is 中开) (1) 28） If

9、 (level is PM) and (rate is 不变) then (valve is 快开) (1) 29） If (level is PM) and (rate is 正小) then (valve is 快开) (1) 30） If (level is PM) and (rate is 正大) then (valve is 快开) (1)31） If (level is PB) and (rate is 负大) then (valve is 不动) (1) 32） If (level is PB) and (rate is 负小) then (valve is 中开) (1)33）

10、 If (level is PB) and (rate is 不变) then (valve is 快开) (1) 34） If (level is PB) and (rate is 正小) then (valve is 快开) (1)35） If (level is PB) and (rate is 正大) then (valve is 快开) (1) 这35条模糊控制规则的权重都为1.图6模糊控制规则的设定(5) 利用编辑器的 to Workspace, 将当前的模糊推理系统，以shuiwei1保存到工作空间中。(6) 在如图1所示的Simulink仿真系统中，打开Fuzzy Logic Controller模糊逻辑控制器模块对话框，在其FIS Structure参数对话框中输入：