基于模糊PID的汽车巡航控制系统设计

题目：基于模糊PID的汽车巡航限制系统设计基于模糊PID的汽车巡航限制系统设计摘要汽车巡航限制系统是一种协助驾驶系统，它不但可以减轻驾驶员的负担，还可以提高驾车的舒适性。汽车巡航限制系统具有非线性、时变不确定性，并受到外界扰动、困难的运行工况等影响。本文介绍了一种基于模糊PID限制算法的汽车巡航限制系统。本文对汽巡航限制系统进行了简要的分析，将模糊PID限制方法作为其限制方案，对现有的PID限制进行完善和优化，并设计出系统的模糊限制器。以轿车为对象，分析了汽车在行驶过程中的驱动力及受到的各种阻力和干扰力，并建立起汽车纵向动力学模型。利用MATLAB建立了系统的仿真模型，利用MATLAB软件中的模糊逻辑工具箱对系统的设计进行仿真，验证系统设计的可行性，并对汽车巡航限制系统进行了仿真和分析。由仿真结果可知，模糊PID限制方法能使系统的超调减小、反应速度加快、限制效果良好，是一种适用于汽车巡航限制系统的限制方法。关键词：定速巡航限制系统；MATLAB；模糊PID；仿真TheDesignofControllerofAutomobileCruiseControlSystemBasedOnFuzzy-PIDABSTRACTAutomobilecruisecontrolsystem,whichcouldnotonlyrelievethedriversburden,butalsocouldmakethedrivingcomfortable.itisakindofaccessorialdrivingsystem,Cruisecontrolsystemhashighnonlinearityandnon-determinacywithtimechanging.AndCCS,whichiseffectedbysomefactorssuchasexternalloaddisturbersandcomplicatedrunningmodes,AkindofCCSwhichisbasedonFuzzyPIDcontrol,itisintroducedinthethesis.Analyzingthecruisecontrolsystembriefly,Fuzzy-PIDisconfirmedasthecontrolmethodofthesystem,improvedandoptimizedthePIDcontrol.ThentheFuzzyPIDcontrollerisdesigned,Astheobjectisacar,thethesisanalyzestheresistancesanddisturbswhilethecar’srunning,Andtheautomobiledynamicsmodelisgiven,AftersettingupthemodelbymeansofMATLAB,usetheFuzzyLogicToolboxinMATLABsoftwaretosimulatethedesignofthesystem,toverifythefeasibilityofthesystemdesign,theresultisanalyzed,Fromtheresult,wemayknowthatFuzzyPIDcontrolcouldmaketheovershootsmallerandtheresponsetimeshorter,TheeffectofFuzzyPIDmethodisgiven.SOitisasuitablemethodforCCS.Keywords：cruisecontrolsystem；MATLAB；FuzzyPID；simulation目录 TOC\o"1-3"\h\u176451绪论 144271.1课题的意义 1194581.2汽车巡航限制系统发展状况 1251791.3课题探讨的主要内容 2327452巡航限制系统的简介和工作原理 4206172.1巡航限制系统简介 434582.2汽车巡航限制原理 5288573模糊限制器的设计 6175673.1模糊限制的特点 6113923.2模糊限制器的设计步骤 6300963.2.1定义输入语言变量 6220063.4.2定义输出语言变量 722923.2.3提出模糊限制规则 878313.2.4规则表的建立 841673.3模糊PID限制系统的设计 9288574巡航系统的建模与仿真 6194294.1SIMULINK简介 11186644.2模糊逻辑仿真工具箱简介 11230814.3仿真模型的建立 1123574.3.1汽车动力仿真模型的建立 1183434.3.2PID限制器仿真模型的建立 13179384.3.3利用模糊逻辑工具箱建立模糊限制器 14179384.3.4巡航系统仿真模型 14182185仿真结果及分析 194600结论 227998参考文献 2426252致谢 251绪论1.1课题的意义随着汽车工业和马路运输业的发展,汽车将走进千家万户,驾驶人员非职业化的特点将突出,车辆驾驶的自动化己成为汽车发展的主要趋势。跨入二十一世纪,人们须要更加舒适、简便和平安的交通工具,以适应快捷的生活节奏,因此对汽车的智能化要求更加迫切,随着计算机和电子技术的不断发展,性价比不断提高,为汽车的自动化供应了雄厚的物质基础,汽车实现智能化已不是幻想[1][3]。车辆自动变速器及其限制技术是智能汽车特别重要的内容。是汽车协助驾驶系统和自动驾驶系统的基础,是目前我国智能汽车发展必需解决的核心技术之一。此外随着我国高速马路网建设纵横快速延长,自动巡航限制也具备了广泛的发展和应用前景。科技的发展使相应电子技术在汽车上应用得越来越广泛,汽车电子化程度越来越高.特殊是微限制器进入汽车限制领域后,给汽车发展带来了划时代的变更,汽车的动力性、操作稳定性、平安性、燃油经济性、对环境的友好性都得到了大幅提升。在大陆型国家,驾驶汽车长途行驶的机会较多,而且在高速马路上行驶时变换车速的频率及范围都较少,能以较稳定的车速行驶[4][8]。汽车巡航限制系统CCS(CruiseControlSystem)是汽车电子技术新装置之一,它事实上就是一种协助驾驶系统。采纳了汽车巡航限制系统后,当车辆在高速马路上长时间行车时，驾驶员就不用再去限制油门踏板。这减轻了驾驶员的负担，从而削减或避开了交通事故的发生，同时削减了不必要的车速变更，使汽车的燃料供应与发动机之间处于最佳的协作状态，可以最大限度地节约燃料，降低排气污染，提高发动机的运用效率。采纳汽车巡航限制系统是提高汽车的动力性能和乘坐的舒适性的主要方法之一[8]。1.2汽车巡航限制系统发展状况国内外研发汽车自动巡航限制系统起步很早，其发展过程主要经验了三个阶段：第一阶段是20世纪60-70年头中期，早期的汽车巡航限制系统主要是机械式和气动机械式巡航限制系统。日本丰田公司从1965年起就起先在车上装用机械式巡航限制系统。德国的VDO公司也研制出了气动机械式巡航限制系统。而1968年德国奔驰公司开发，晶体管限制的巡航限制系统，并在莫克利汽车上装用，这期间美国和只本相继出现了以模拟电路为基础的汽车巡航限制系统。

其次阶段是20世纪70年头中后期-80年头中后期，以数字信号为主的限制系统。随着单片机技术的发展，特殊是大规模集成电路及单片机的应用，出现了以数字技术为基础的巡航限制系统。如1974年美国鲁卡斯汽车探讨中心探讨出了性能完善的运用卫星雷达的数字车速、车距限制系统，该系统可以更好地适应路面状况的变更。日本日野公司于1985年投放市场一种基于燃油经济性的车速限制系统。其限制部分的核心是微处理器。美国摩托罗拉公司也研制了一种采纳微处理器限制的巡航限制系统，这种系统的全部输入指令以数字形式干脆存储和处理，微处理器依据指令车速、实际车速以及其他输入信号，按给定程序完成全部数据处理，并产生步进电动机的驱动信号输出，变更节气门开度，每种车型的最佳加速度和减速度由编程人员确定。从平安上考虑，将制动开关与节气门执行器干脆相连，这样当踩下制动踏板时，在断开巡航限制系统的同时，将执行器的动力源断开，从而使节气门快速脱离巡航限制系统的限制。

与模拟技术相比，散字系统的突出特点是系统的信号量以数字表示，受工作温度和湿度的影响较小，因此数字限制系统具有更高的稳定性。对于汽车自动巡航限制系统可采纳先进的大规模或超大规模集成电路技术做成专用模块，也可在微处理器上编程来实现。当汽车上其他系统已有限制微处理器时，只要修改一下程序便可将此功能附加上去，因而可节约昂贵的硬件开支。

第三阶段是从20世纪90年头起先，国外又起先发展以智能化为核心的汽车自动巡航限制系统和以定距离限制为主的自适应巡航限制系统。1990年美国鲁卡斯公司研制出一种自动恒速智能限制系统，该系统采纳了连续调频被雷达，通过雷达来探测前方车辆与本车的距离，通过处理单元计算出相对车速与距离，并将该信息供应应电子限制单元，通过执行器限制节气门来限制车速。之后，该公司又针对暴露的问题加以改进，在美洲虎牌轿车上安装了新的自动恒速限制系统，井对限制节气门与制动器的执行机构作了改进，微波雷达安装在前保险杠内，通过塑料车牌照放射微波探测信导。

日前国内外很多专家都在探讨自适应巡航限制系统。这种巡航限制系统主要由测速装置、转向角传感器、车速传感器、制动电子限制单元(ECU)和发动机ECU等组成。当道路状况良好时，该系统就是一般的巡航限制系统，可以按设定车速巡航行驶；当距另一辆车距离较近及相对车速较高时，通过巡航限制系统限制制动器减速。状况正常后将自动复原原先的车速，假如前方车辆减速，ACCS便操纵制动器来维持肯定的车距，从而避开了汽车的追尾。

国内外很多专家起先了一种半自主式巡航限制系统的探讨，此种巡航限制系统能够很快地应用于马路上，能够保持人工操纵和自适应巡航限制系统的共存。探讨的理论结果表明，此种限制系统具有更高的限制精度。综合利用仿真、分析和试验结果对人工驾驶和具有自适应限制系统的汽车进行了比较，从得到的数据和信息可以知道，具有巡航限制系统的汽车能对驾驶员供应重要的协助作用，对行驶平安性供应了一种主动平安技术[2][8]。1.3课题探讨主要内容﹙1）查阅相关资料熟识汽车巡航限制系统的功能、结构、工作原理、特性及限制方法。（2）学习模糊限制理论和方法。（3）设计汽车巡航限制系统限制器，并基于Matlab/simulink建立限制系统模型。进行汽车巡航限制系统仿真。（4）验证汽车巡航限制系统限制器的限制结果。2巡航限制系统的简介和工作原理2.1巡航限制系统简介汽车巡航限制系统，依据其特点又被称为巡航行驶装置、速度限制(SpeedContr01)系统、自动驾驶(Auto-Drive)系统等。目前汽车巡航限制系统分为巡航限制和自适应巡航限制两大类，后者是前者功能的延长和扩展。汽车巡航限制系统是最早开发的汽车电子限制系统之一，其作用是在按下驾驶员所要求的速度闭合开关之后，不用踩油门踏板就可以自动地保持车速，使车辆以固定的速度行驶。在汽车行驶的过程中，驾驶员只要把住方向盘就可以了。在巡航限制期间。随着道路坡度的变更以及汽车行驶中所可能遇到的阻力，车辆自动变换油门开度或自动进行挡位转换，以按存储在微机内的最佳燃料经济性规律或动力性规律稳定行驶。巡航限制系统在飞机上的应用显示出了其无可比拟的的优点。上个世纪50年头末起先在汽车上应用。并很快受到青睐。目前在美、日、德、法、意等汽车大国发展、普及很快，尤其是近几年来世界各国高速马路的通车里程增多，扩大了汽车巡航限制系统大显身手的空间。汽车巡航限制系统在大陆型国家更具有运用价值。汽车巡航限制系统一般设有基本功能和故障保险功能[4]。1.基本功能（1)车速设定功能:当车辆在高速马路上行驶时，假如路面质量好，没有人流、分道行车，无逆向行车，相宜以较长时间稳定运行时，驾驶员可通过巡航系统设定一个稳定行驶的车速，使其不用限制节气门和换挡，汽车就能始终以这一车速稳定行驶。（2)复原功能:当司机处理好状况后，依据路面车流状况在推断出又可稳定运行后，可使汽车自动按着上一次设定的车速恒速行驶，驾驶员也可重新设定巡航车速。（3)取消功能:当踩下制动踏板或者按下“取消"键时，则马上退出巡航状态。但是，假如其行驶速度大于最小设定车速，则退出之前设置的速度接着保存，供巡航限制系统随时调用。（4)加速、减速功能:车辆处于巡航行驶状态时，可对设定车速进行加速和减速的操作，从而变更其巡航车速。2.故障保险功能（1)低速自动消退功能:当车速低于低速极限巡航限制不起作用，存储的车速消逝，并不能再复原此速度。（2)有关开关消退功能:除了踩制动踏板有消退功能外，当按住车制动开关、离合器限制开关或者变速器挡位开关时，巡航车辆都将自动地消退巡航限制功能。综合汽车巡航限制系统的功能和作用其具有以下几个优点：（1)提高汽车行驶的稳定性、平安性和舒适性，巡航限制系统保证了汽车无论是在上坡、下坡、平路上行驶，或是在风速变更的状况下行驶，只要在发动机功率允许的范围内，速度都可保持不变。特殊是在郊外或者高速马路上行驶时，这种优越性更为显著。另外，当汽车以定速行驶时，驾驶员只要驾驭好方向盘，不用踩踏板和换挡就能使车辆定速稳定运行，这减轻了司机的劳动强度，可使驾驶员精力集中以确保行车平安。（2)削减磨损，延长寿命，汽车稳定定速行驶使其额外惯力削减，所以机件磨损削减，使车辆的寿命增加，故障削减。（3)具有肯定的经济性和环保性，在同样的行驶条件下，对于一个有阅历的司机来说，在运用巡航限制系统后可以节约15%左右的燃料。这是因为在运用了这一速度稳定器后，可使汽车的燃料供应与发动机功率之间处于最佳的协作状态削减了CO、CH、NOx等有害气体的排放，有利于环保[6][7]。2.2汽车巡航限制原理汽车巡航系统是一个典型的闭环负反馈限制系统，其原理如下图2-1所示：车速车速实际车速反馈信号节气门开度信号车速传感器发动机与变速器车辆设定车速巡航限制ECU执行器限制信号图2-1汽车巡航限制原理图CCSECU的信号有2个，一是驾驶员依据行驶条件，通过巡航开关设定的巡航车速信号。二是车速传感器输入的实际车速反馈信号。当巡航设定车速信号和实际车速反馈信号输入CCSECU后，CCSECU经过比较运算可得速度偏差变更E和偏差变更率EC，经过处理后，再结合当前节气门的开度信号，可得到限制节气门开度大小的限制信号，CCSECU将限制指令发送给执行机构,执行机构就可驱动节气门拉索调整发动机节气门开度的大小，将实际车速快速调整到驾驶员设定的车速值，从而实现恒速限制。3模糊限制器的设计3.1模糊限制的特点模糊限制是一种基于规则的限制，它干脆采纳语言型限制规则，动身点是现场操作人员的限制阅历或相关专家的学问，在设计中不须要建立被控对象的精确的数学模型，因而使得限制机理和策略易于接受与理解，设计简洁，便于应用。由工业过程的定性相识动身，比较简洁建立语言限制规则，因而模糊限制对那些数学模型难以获得，动态特性不易驾驭或变更特别显著的对象特别适用。(3)基于模型的限制算法及系统设计方法，由于动身点和性能指标的不同，简洁导致较大差异，但一个系统语言限制规则却具有相对的独立性，利用这些限制规律间的模糊连接，简洁找到折中的选择，使限制效果优于常规限制器。(4)模糊限制是基于启发性的学问及语言决策规则设计的，这有利于模拟人工限制的过程和方法，增加限制系统的适应实力，使之具有肯定的智能水平。(5)模糊限制系统的鲁棒性强，干扰和参数变更对限制效果的影响被大大减弱，尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的限制。(6)本文主要采纳模糊PID限制，模糊PID限制是依据PID限制器的三个参数与偏差E和偏差的变更EC之间的模糊关系，在运行时不断检测E及EC，通过事先确定的关系，利用模糊推理的方法，在线修改PID限制器的三个参数，让PID参数可自整定。就我的理解而言，它最终还是一个PID限制器，但是因为参数可自动调整的原因，所以也能解决不少一般的非线性问题，但是假如系统的非线性、不确定性很严峻时，那模糊PID的限制效果就会不志向啦。而且模糊PID限制的规则还是较困难的，隶属度函数的选定也得靠阅历。优点就是可以自动调整PID的参数，对于一般的不确定系统可以运用[5][9]。3.2模糊限制器的设计步骤3.2.1定义输入语言变量将巡航限制系统的速度误差肯定值|E|和速度误差变更率肯定值|EC|作为模糊限制器的输入语言变量。它们的变更范围定义为模糊集上的域论：|E|={0,1,2,3,4,5}|EC|={0,1,2,3,4,5}它们的模糊子集为：|E|={零(Z),小(S),中(M),大(B)}|EC|={零(Z),小(S),中(M),大(B)}其隶属函数如图3-1所示:图3-1输入语言变量隶属函数3.4.2定义输出语言变量定义3个输出语言变量(1)Kp′比例系数修正参数(2)Ti′积分系数修正参数(3)Td′微分系数修正参数并分别定义它们的模糊子集为Kp′={零(Z),小(S),中(M),大(B)}Ti′={零(Z),小(S),中(M),大(B)}Td′={零(Z),小(S),中(M),大(B)}其隶属函数如图3-2所图3-2输出语言变量隶属函数3.2.3提出模糊限制规则从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面考虑提出以下三条限制规则:当|E|较大时,系统响应具有较快的响应速度,应取较大的Kp;为防止出现较大的超调,避开起先时|E|的瞬间变大可能引起的微分过饱和,则应取较大的Ti和较小的Td;当|E|和|EC|处于中等大时,为了使系统具有较小的超调，应取较小的Kp,为了避开对动态稳定性造成影响,应取适中的Ti，由于此时的调整特性对Td的变更敏感,因此Td应取得大一些;当|E|较小时,为使系统具有较好的稳态性能,减小系统静态误差,增加系统对扰动的抑制实力,应增大Kp;减小Ti和Td。对实际的汽车巡航限制系统来说,误差为零时简洁产生游车,使驾驶员感到不适。从而车速误差不能为零,而要将其保持在肯定的误差范围内。所以在设计汽车巡航限制系统的模糊规则时就要考虑到;当车速误差较小时,应减弱积分环节的作用、加大比例环节的作用,允许系统有肯定的误差[6]。3.2.4规则表的建立在实际的限制系统中,在限制过程的各阶段,对误差和误差变更又不同的要求。在限制过程的初始阶段,系统的误差往往较大,限制系统的目的是消退误差,这时就要求误差值在限制规则中的加权系数应大一些,反之当限制过程趋向稳定阶段,系统误差已经很小,限制系统的主要任务是减小超调量,使系统尽快稳定。为此,本文引入了具有多个调整因子的模糊限制器,对每一个误差等级各引入一个调整因子.自此模糊限制器有两个输入语言变量|E|和|EC|;三个输出语言变量Kp′、Ti′和Td;归纳出的模糊限制规则如表3-1、表3-2、表3-3所示。 表3-1Kp′的规则表|E||EC|ZSMBZSBBBSBBBBMMMMSBBBBB 表3-2Ti′的规则表|E||EC|ZSMBZSMMMSBMMMMBMMSBBBBB 表3-3Td′的规则|E||EC|ZSMZBZZZZZSZMMSMBBSSBBMBB将隶属函数与参数调整规则输入MATLAB的模糊逻辑工具箱中,完成模糊限制器的设计,可得到PID参数的模糊矩阵表。系统在线运行时,限制系统通过对模糊规则的结果处理、查表和运算,完成对PID参数的修正。3.3模糊PID限制系统的设计模糊PID限制技术是将模糊限制技术与PID限制结合构成。PID限制汽车巡航系统的模糊PID限制原理图如图3-3所示。模糊限制器模糊限制器|EC||E||EC||E|乘以比例因子乘以比例因子GpGiGdDu/DtDu/Dt实际车速实际车速被控对象PID限制器目标车速被控对象PID限制器目标车速|E||E|实际反馈车速实际反馈车速图3-3模糊PID限制原理图 依据原理图将进行建仿照真。4巡航系统的建模与仿真4.1MATLAB/SIMULINK简介建仿照真可视化功能SIMULINK是MATLAB五大通用功能之一,是基于MATLAB语言环境下用来对动态系统进行建模、仿真和综合分析的集成软件包,它可以处理的系统包括:线性和非线性系统;连续和离散时间模型,或者是两者混合系统,单任务、多任务离散事务系统,并且系统还可以是多采样率的,比如系统的不同部分拥有不用的采样率,它的存在使MATLAB的功能得到进一步扩展。SIMULINK中存储了大量系统模型,用户只要在模型库窗口上调出各个系统环节,并用连线连接起来,便可利用SIMULINK供应的功能对系统进行仿真和分析。这种方框图式的建模方法很简洁将一个困难系统的数学模型输入到计算机中,大大简化了编程过程。对于建模,SMULINK供应了一个图形化的用户界面(GUI),只要进行鼠标点击和拖拉模块的图标就可构造出困难的仿真模型。它外表以方块形式呈现,且采纳分层结构。从建模角度讲,这既适合自上而下的设计流程(概念、功能、系统、子系统、直至器件),又适合自下而上逆程设计。从分析探讨角度讲,这种SMULINK模型不仅能让用户知道详细环节的动态细微环节,而且能让用户清楚地了解各器件、各子系统、各系统间地信息交换,驾驭各部分之间地交互影响。4.2模糊逻辑仿真工具箱简介MATLAB的模糊逻辑工具箱有5个基本工具箱用于建立、编辑和视察模糊推理系统(FLS),它们分别是,模糊推理系统编辑器、隶属度函数编辑器、规则编辑器、规则视察器和曲面视察器。这些工具箱是动态链接的,修改其中任一个都将影响其它己打开的工具箱的显示结果。MATLAB的模糊逻辑工具箱拓展了MATLAB对模糊逻辑系统的设计实力,己经成为运用模糊手段解决工程问题的重要工具。模糊逻辑工具箱使得工程设计人员可以采纳多种途径生成和编辑模糊推理系统,如手工、通过交互式图形工具、通过吩咐行函数或基于模糊聚类或自适应神经模糊技术自动实现。4.3仿真模型的建立4.3.1汽车动力仿真模型的建立依据牛顿其次运动定律，汽车的运动方程为：（4-1）式中：：驱动力(N)；：行驶阻力(N)；其公式为：（4-2）：空气阻力(N)；其公式为： （4-3） ：坡度阻力(N)；其公式为：（4-4）x:汽车水平位移(m);v:汽车行驶速度(m/s);t:汽车行驶时间(s);m:汽车质量(kg);我们取一般小汽车的质量为1500kg;:计入旋转质量惯性力偶矩后的汽车质量转换系数;取=1.05;依据公式并选择适当参数，然后利用MATLAB软件中SMULINK建立汽车动力仿真模型如图3.4所示。 图中maxbrake：最大制动力maxthrust：最大驱动力：行驶阻力函数模块，Expression—1500*9.8*0.014*(1+u/19440)；：空气阻力函数模块，Expression—0.01*(u[1]+20*sin(0.01*u[2]))^2；：坡度阻力函数模块，Expression—1500*9.8*0.01*sin(0.0001*u)， 图3-4汽车动力仿真模型4.3.2PID限制器仿真模型的建立依据比例—积分—微分限制的基本原理，我们利用MATLAB软件中SMULINK建立一个简洁的PID限制器模型，利用这个模型在模糊限制过程中对PID限制参数进行在线的实时调整，以达到改善和优化限制效果的作用。建立的PID限制器仿真模型如图3-5所示。图3-5PID限制器仿真模型实际车速和设定车速作为输入量，经过PID限制器的比例，积分，微分环节输出驱动力。4.3.3利用模糊逻辑工具箱建立模糊限制器添加输入输出语言变量运行MATLAB软件，在CommandWindow窗口中输入fuzzy，按下回车键。打开模糊逻辑编辑器窗口。在汽车巡航系统的模糊PID限制中，模糊限制器的输入语言变量为速度误差肯定值|E|和速度误差变更率肯定值|EC|，输出语言变量为PID限制系数的在线修正参数Kp′、Ti′、Td′。在模糊逻辑编辑器窗口中添加输入输出语言变量，修改各自的名称。多输入多输出的模糊逻辑限制系统结构如图3-6所示。 图3-6模糊逻辑系统结构编辑隶属度函数依据已定义的输入输出语言变量，以及他们的论域和模糊子集，完成各语言变量的隶属度函数的编辑。输入语言变量的范围是[05]；输出语言变量的范围是[00.99]；为了简化系统的设计，我们采纳三角隶属度函数。修改各模糊子集的名称。编辑结果如图3-7所示。图3-7隶属度函数编辑窗口编辑限制规则依据归纳出的模糊限制规则表，我们列出16条限制语句如下：If|E|isZand|EC|isZthenKp′isSandTi′isSandTd′isZ.If|E|isZand|EC|isSthenKp′isBandTi′isMandTd′isZ.If|E|isZand|EC|isMthenKp′isBandTiisMandTd′isZ.If|E|isZand|EC|isBthenKp′isBandTi′isMandTd′isZ.If|E|isSand|EC|isZthenKp′isBandTi′isBandTd′isZ.If|E|isSand|EC|isSthenKp′isBandTi′isMandTd′isM.If|E|isSand|EC|isMthenKp′isBandTi′isMandTd′isM.If|E|isSand|EC|isBthenKp′isBandTi′isMandTd′isS.If|E|isMand|EC|isZthenKp′isMandTi′isBandTd′isB.If|E|isMand|EC|isSthenKp′isMandTi′isMandTd′isB.If|E|isMand|EC|isMthenKp′isMandTi′isMandTd′isS.If|E|isMand|EC|isBthenKp′isSandTi′isSandTd′isS.If|E|isBand|EC|isZthenKp′isBandTi′isBandTd′isB.If|E|isBand|EC|isSthenKp′isBandTi′isBandTd′isM.If|E|isBand|EC|isMthenKp′isBandTi′isBandTd′isB.If|E|isBand|EC|isBthenKp′isBandTi′isBandTd′isB.将限制语句输入规则编辑器，如图3-8所示。 图3-8规则编辑器窗口（5）绘制输出变量的限制表编辑好限制规则后，打开规则视察器，如图3-9所示。 图3-9规则视察器输入语言变量取不同的值时，系统依据重心法求出各输出语言变量的限制量。得出的限制表如表3-1、表3-2、表3-3所示。 表3-1Kp′的限制表|E||EC|01234500.3300.5750.8370.8830.8640.88310.5750.5750.8730.8730.8640.87320.7370.7370.7370.7370.5600.57530.6600.6600.6600.6600.4950.33040.7020.7020.7020.7020.5380.51050.8830.8730.8730.8830.8640.883表3-2Ti′的限制表|E||EC|01234500.3300.5400.6600.6600.6600.66010.5750.5600.6600.6600.6600.66020.8730.6790.6600.6600.5250.54030.8830.6790.6600.6600.4950.33040.8640.7020.7020.7020.5380.51050.8830.8730.8730.8830.8640.883 表3-3Td′的限制表|E||EC|01234500.1070.1170.1170.1070.1260.10710.1170.5340.5340.5340.4740.31120.3990.5540.5600.5400.4950.33030.8830.8730.5750.3300.3300.33040.8640.7020.5700.5100.5100.51050.8830.6790.6790.8830.8640.883最终将建立起来的模糊限制系统保存到工作书目中。（6）模糊PID限制器仿真模型的建立，我们利用建立的模糊限制器对PID限制的3个参数进行在线修正，从而将模糊限制与PID限制有效地结合起来。建立的模糊PID仿真模型如图3-10所示。图3-10模糊PID限制器仿真模型巡航系统仿真模型我们将汽车动力仿真模型和模糊PID限制器仿真模型以及PID限制器仿真模型制作成子系统，做最终的仿真连接，得到总的仿真模型如图3-11所示。图3-11巡航系统的仿真模型5仿真结果及分析我们分别设定巡航车速为40km/h、80km/h和100km/h，对整个仿真系统做必要的设置后点击运行按钮，得出仿真结果曲线。仿真结果如图3-12、图3-13、图3-14所示。图3-12巡航车速40km/h仿真结果图3-13巡航车速80km/h仿真结果图3-14巡航车速100km/h仿真结果通过三组仿真曲线我们看到，模糊PID限制的曲线效果特别好，当巡航车速设定为40