在线推理法模糊控制器实验报告

在线推理式模糊逻辑控制器设计实验报告学院：电力学院专业：自动化学号：姓名：时间：2013年11月16日一、实验目的利用Matlab软件实现模糊控制系统仿真实验，了解模糊控制的在线推理方法的基本原理及实现过程。二、实验要求以matlab模糊工具箱中提供的一个水位模糊控制系统仿真的实例，定义语言变量的语言值，设置隶属度函数，根据提供的规则建立模糊逻辑控制器。最后启动仿真，观察水位变化曲线。三、实验步骤叙述在线推理模糊控制的仿真的主要步骤。在matlab命令窗口输入：sltank，打开水位控制系统的simulink仿真模型图，如图；在matlab的命令窗口中，输入指令：fuzzy，便打开了模糊推理系统编辑器（FISEditor），如图；3）利用FISEditor编辑器的Edit/Addvariable/input菜单，添加一条输入语言变量，并将两个输入语言和一个输出语言变量的名称分别定义为：level；rate；valve。其中，level代表水位（三个语言值：低，高，正好），rate代表变化率（三个语言值：正，不变，负），valve代表阀门（五个语言变量：不变，迅速打开，迅速关闭，缓慢打开，缓慢关闭）；①利用FISEditor编辑器的Edit/membershipfunction菜单，打开隶属度函数编辑器，如下图，将输入语言变量level的取值范围（range）和显示范围（displayrange）设置为[-1，1]，隶属度函数类型（type）设置为高斯型函数（gaussmf），而所包含的三条曲线的名称（name）和参数（parameters）（[宽度中心点]）分别设置为：high,[0.3-1];okay[0.30];low[0.31]。其中high、okay、low分别代表水位高、正好、低；②将输入语言变量rate的取值范围（range）和显示范围（displayrange）设置为[-0.1，0.1]，隶属度函数类型（type）设置为高斯型函数（gaussmf），而所包含的三条曲线的名称（name）和参数（parameters）（[宽度中心点]）分别设置为：negative,[0.03-0.1];none[0.030];positive[0.030.1]。其中negativ、none、positive分别代表水位变化率为负、不变、正；③将输出语言变量valve的取值范围（range）和显示范围（displayrange）设置为[-1，1]，隶属度函数类型（type）设置为三角型函数（trimf），而所包含的五条曲线的名称（name）和参数（parameters）（[abc]）分别设置为：close_fast,[-1-0.9-0.8];close_slow,[-0.6-0.5-0.4];none_change,[-0.100.1];open_slow,[0.20.30.4];open_fast,[0.80.91]。其中close_fast阀门迅速关闭,close_slow阀门缓慢关闭,none_change,open_slow阀门缓慢打开,open_fast阀门迅速打开。参数a,b,c指定三角形的形状，第二位值代表函数的中心，第一、三位值决定了函数曲线的起始和终止点；利用编辑器的edit/rules菜单，打开模糊规则编辑器（ruleseditor），如下图，根据指导书给出的规则（如下）分别设置五条模糊规则；所确定模糊规则：if（水位正好）then(阀门大小不变)②if（水位低）then(阀门迅速打开)③if（水位高）then(阀门迅速关闭)④if（水位正好且变化率为正）then(阀门缓慢关闭)⑤if（水位正好且变化率为负）then(阀门缓慢打开)模糊规则编辑器（ruleseditor）：利用编辑器的FISEditor/file/exporttoworkspace,将按照步骤2-5建立的模糊推理系统，命名为tank保存到工作空间中；打开水位控制系统的simulink仿真模型图sltank，然后打开fuzzylogiccontroller模糊逻辑控制器对话框，在其FISfileorstructure参数对话框中输入：tank，如图；8）在simulink仿真系统中，仿真参数设置如下图所示的窗口，正确设置仿真参数后，启动仿真，观察scope4