主要用于以传递函数为主要特征的经典控制和以状态空间为主要特征的现代控制中的问题

1、 主要用于以传递函数为主要特征的经典控制和以状态空间为主要特征的现代控制中的问题。该工具箱对控制系统，尤其是对线性时不变系统的建模，分析和设计提供了一个完整的解决方案。作为MATLAB最有力和最基本的工具箱之一，它的新版本不仅向后兼容，更重要的是其设计更合理，更易用。概括的说，控制系统工具项具有以下几个方面的功能。 1系统建模，新版本的大部分函数同时支持离散时间和连续时间系统，从而更易于使用。它能够建立系统的状态空间，传递函数，零极点增益模型。并可实现任意两者之间的转换，可通过串联，并联，反馈连接以及一般的框图建模来建立复杂系统的模型，可通过多种方式来实现连续时间系统的离散化。离散时间系统的连

2、续化及重采样。借助于MATLAB的面向对象特性，新版本的控制系统工具能够将系统的不同模型统一成不同的对象，从而对每一种模型可以通过单个对象变量来操纵，大大方便用户。 2系统分析，不仅支持对SISO系统的分析，工具箱也可以对MIMO系统进行分析。对系统的频率响应，可支持系统的Bode图，Nichols图，Nyquist图进行计算和绘制。对系统的时域响应，可支持对系统的单位阶跃响应，单位脉冲响应，零输入响应以及更广泛的对任意信号进行仿真。提供一个新的LTI观测器（LTI Viewer）,大大方便用户对系统的各种绘制和分析。3系统设计，可计算机系统的各种特性。如系统的可控制和可观矩阵，传递零点，Ly

3、apunov方程。频域特性如稳定裕度，阻尼系数以及根轨迹的增益选择等。支持系统的可控，可观标准型实现，系统的最小实现，均衡实现，降级实现以及输入延时的Pade估计。可进行系统的极点配置，观测器设计以及最优控制等。 从1965年美国教授L.A.Zadeh提出模糊集合的概念之后，虽然只有短短的三十余年历史，但其理论和应用的研究已取得了丰富的成果，尤其是随着模糊逻辑在自动控制领域的成功应用。模糊控制理论和方法的研究引起了学术界和工业界的广泛关注。针对模糊逻辑尤其是模糊控制的迅速推广应用，MathWorks公司在其Matlab版中添加了工具箱。该工具箱由长期从事模糊逻辑和模糊控制研究与开发工作的有关专

4、家和技术人员编制，Fuzzy Logic Toolbox工具箱以其强大功能和方便易用的特点得到了用户的广泛欢迎。模糊逻辑的创始人Zadeh教授称赞该工具箱“在个方面都给人以深刻的影响，使模糊逻辑成为智能系统的概念与实际的有效工具。” 1 Fuzzy Logic Toolbox工具箱的功能特点 （1）易于使用。模糊逻辑工具箱提供了建立和测试模糊逻辑系统的一整套功能函数，包括定义变量及其隶属度函数，输入模糊推理规则，对整个模糊推理系统的管理以及交互式的观察模糊推理的过程和输出结果。 （2）提供图形化的系统设计界面。在模糊逻辑工具箱中包括五个图形化的系统设计工具。这五个设计工具是： a：模糊推理系统

5、编辑器，该编辑器用于建立模糊逻辑系统的整体框架，包括输入域输出数目，去模糊化方法等。b：隶属度函数编辑器，用于通过可视化手段建立语言变量的隶属度函数。c：模糊推理规则编辑器。d：系统输入输出特性曲面浏览器。e：模糊推理过程浏览器。（3）支持模糊逻辑中的高级技术。a：自适应神经-模糊推理系统（ANFIS，Adaptive Neural-Fuzzy InferencnSystem）。b：用于模式识别的模糊聚类技术。c：模糊推理方法的选择，用户可在广泛采用的Mamdani型推理方法和Sugeno型推理方法两者之间选择。（4）集成的仿真和代码生成功能。 模糊逻辑工具箱不但能够实现与Simulink无缝

6、连接，而且通过real-timeWorkshop2.1能够生成源代码，从而易于实现模糊系统的实时应用。（5）独立运行的模糊推理机。在用户完成模糊逻辑系统的设计后，可以将设计结果以ASC码文件保存。利用模糊逻辑工具箱提供的模糊推理机，可实现模糊逻辑系统的独立运行或者作为其他应用的一部分运行。2 Matlab的模糊工具箱的特殊功能（提供了模糊推理系统与c语言的源文件，以实现在c语言环境下对模糊系统的功能调用，这两个文件分别是fismain.c和fis.c。通过这两个文件中的函数调用，可以读取模糊推理系统的磁盘文件（后缀为.fis），并读取数据文件来执行模糊推理。（2）Matlab模糊逻辑工具箱与S

7、imulink的接口。Matlab的模糊逻辑工具箱提供了与Simulink的无缝连接功能。在模糊连接工具箱中建立了模糊推理系统后，可以立即在Simulink仿真模块中，并使模糊逻辑控制器方块图的模糊推理矩阵名称与用户在Matlab工作空间（Workplace）建立的模糊推理系统名称相同，即可完成将模糊推理系统与Simulink的连接。模糊逻辑控制器方块图是一个建立在s函数sffis.mex基础上的屏蔽方块图，该函数的推理算法与模糊逻辑工具箱的evalfis函数相同，但进行了针对Simulink仿真应用的优化。3模糊逻辑工具箱的图形界面工具，在我们课题所进行的仿真实验中，运用了模糊逻辑工具箱的图

8、形界面工具，使我们的仿真过程更直观，简单，易懂。下面我们介绍一下模糊逻辑工具箱的图形界面工具。模糊逻辑工具箱提供了一套图形界面的模糊推理系统构造函数，这类函数有五个，如表31所示：基本模糊推理系统编辑器（Fuzzy）：基本模糊推理系统编辑器提供了利用图形界面（GUI）对模糊系统的高层属性的编辑、修改功能。这些属性包括输入、输出语言变量的个数和去模糊化方法等。用户在基本模糊编辑器中可以通过菜单选择激活其他几个图形界面，如模糊规则编辑器（ruleedit），隶属度函数编辑器（mfedit）等。在Matlab命令窗口中执行Fuzzy命令即可激活基本模糊推理系统编辑器。在该窗口中，上半部以图框的形式列

9、出了模糊推理系统的基本组成部分，即输入模糊变量，模糊规则和输出模糊变量。通过鼠标双击上述图形框，能够激活隶属度函数编辑器和模糊规则编辑器等相应的窗口，在窗口的下半部分的左侧列出了模糊推理系统的名称，类型和一些基本属性，包括“与”运算方法，“或”运算方法，蕴含运算，模糊规则的综合运算以及去模糊化方法等，用户只需要鼠标即可设定相应的属性。在一般的界面上，模糊推理系统的基本属性设定为：“与”运算采用极小运算；“或”运算采用极大运算；模糊蕴含采用极小运算；模糊规则运算综合采用极大运算；去模糊化采用重心法。在窗口的下半部分的右侧，列出了当前选定的模糊语言变量的名称及其论域范围。隶属函数编辑器（Mfedi

10、t）：在Matlab命令窗口键入Mfedit或在基本模糊推理系统编辑器中选择编辑隶属函数菜单，都可激活隶属函数编辑器。在该编辑器中，提供了对输入输出语言变量、各语言值的隶属度函数类型、参数进行编辑、修改的图形界面工具。在该图形界面中，窗口上半部分为隶属度函数的图形显示，下半部分为隶属度函数的参数设定界面，包括语言变量的名称，论域和隶属度函数的名称，类型和参数。在菜单部分，文件和视图菜单的功能与模糊推理系统编辑器的文件功能类似，编辑菜单的功能包括添加隶属度函数，删除隶属度函数等。 模糊规则编辑器（Ruleedit）：在Matlab命令窗口键入Ruleedit或在基本模糊推理系统编辑器中选择编辑模糊规则菜单，均可激活模糊规则编辑器。在模糊规则编辑器中，提供了添加，修改和删除模糊规则的图形界面，在模糊规则编辑器中提供了一个文本编辑窗口，用于规则的输入和修改。模糊规则的形式可有三种，即语言型（verbose），符号型(Simbolic)以及索引行(Indexed)。在窗口的下部有一个下拉列表框，供用户选择某一规则类型。模糊规则编辑器的菜单功能与前两种编辑器基本类似，在其视图菜单中能够激活其他的编辑器或窗口。模糊规则浏览器（Ruleview）：在Matlab命令窗口键入ruleview或在上述三种编辑器中选相应菜单，都可激活模糊规则浏览器。在模糊规则