智能控制理论实验一(实验报告)

智能控制理论及应用实验报告姓名：班级：学号：专业：任课教师：实验一基于MATLAB的模糊控制器的设计与仿真一、实验目的〔1〕考察对模糊控制根本原理的理解、掌握及应用情况。〔2〕考察独立分析和解决问题的能力。二、实验内容及要求〔1〕选择控制对象为：一阶惯性加时滞或二阶惯性加时滞。〔2〕对原系统以及参加模糊控制器后的系统性能用MATLAB进行仿真分析并作出比拟。〔3〕在调试过程中，通过改变模糊控制器规那么及参数观察系统性能的变化。〔4〕写出仿真实验报告。三、实验内容和步骤模糊控制器主要由模糊化接口、模糊推理、解模糊化接口和知识库四局部组成。模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为根底的一种计算机数字控制,基于规那么的一种智能控制方式,不依赖于被控对象的精确数学模型。随着控制理论及系统研究迅速开展,对控制效果的要求也越来越高,控制方法也越来越复杂,因而增加了控制系统的难度,而利用MATLAB软件,结合其模糊逻辑工具箱在用户图形界面方式下,通过五个根本的交互式图形界面和交互式的模型输入与仿真环境SIMULINK工具箱可以很方便的设计和完成模糊逻辑控制系统,迅速地实现模糊逻辑控制器的设计和仿真。〔1〕选择控制对象为二阶惯性加时滞，，取阶跃函数作为输入，建立如下列图1仿真模型。图1二阶惯性环节仿真模型〔2〕用模糊逻辑工具箱建立二输入一输出的模糊逻辑控制器，取论域{-3，3}，模糊规那么如下表：YX2YX2XX1NBNMNSZEPSPMPBNBNBNBNBNBNMNSZENMNBNBNMNMNSZEPSNSNBNMNMNSZEPSPMZENBNMNSZEPSPMPBPSNMNSZEPSPMPMPBPMNSZEPSPMPMPBPBPBZEPSPMPBPBPBPB控制规那么外表图如图2图2控制规那么外表图改动模糊规那么，其它不变，再做仿真，模糊规那么如下表：YX2YX2XX1NMNSZEPSPMNMNBNMNMNSZENSNMNMNSZEPSZENMNSZEPSPMPSNSZEPSPMPMPMZEPSPMPMPB改动后控制规那么外表图如图3图3改动后控制规那么外表图〔3〕第一次仿真效果如图4图4第一次仿真效果图改动控制规那么后仿真效果图如图5图5改动控制规那么后仿真效果图四、试验分析在仿真过程中,经常出现遇到零点仿真暂停的情况,也出现振荡等情况,主要是放大系数选择不当造成,经过屡次调节,终于出现较为理想的结果,所以适宜的系统参数是系统响应的重要条件.由两组仿真结果可以看出加上模糊控制器调节时间明显变小,即系统响应的快速性变好;控制规那么不同系统的超调量、稳定性、响应时间，也会有所不同。不同的控制规那么适应不同的系统，可加快系统的响应过程，也可减慢响应过程,控制规那么没有特定的形式，主要由经验决定。五、结论本文介绍了模糊控制系统在MATLAB下SIMULINK工具箱中模糊控制器的设计，由于MATLAB提供了良好的人机界面和功能,从控制器的设计到控制结果的显示与分析都能迅速有效的完成，