3.3模糊控制器设计举例.ppt

1、1,模糊控制系统框图,模糊控制器,2,3.3 模糊控制器设计举例,某电热炉用于金属零件的热处理，要求保持炉温600不变。电热炉的供电电压是由可控硅整流电源提供的，它的电压连续可调。调整可控硅触发电路中的偏置电压，即改变可控硅的导通角时，可控硅整流电源的电压可根据需要调整。 因为炉温受被处理零件多少、体积大小以及电网电压波动等因素影响，难以建立精确的数学模型。因此采用模糊控温方案。,3,模糊控制器设计方案： 一、确定模糊控制器的结构及输入、输出语言变量 采用双输入单输出的二维模糊控制器。 输入语言变量：偏差E、偏差变化率EC。 e = r - y e为偏差，r为温度设定值，y为温度测量值。 输出

2、语言变量：可控硅触发电路中的偏置电压的变化 量U,4,模糊控制系统框图,模糊控制器,5,二、输入语言变量偏差E、偏差变化EC和输出语言 变量控制量变化U的语言值的确定 偏差e的基本论域： -20，+20 偏差语言值E的离散论域： X-6, -5, ., -0, +0, , +5, +6 则偏差e的量化因子为 语言变量偏差E的语言值选为：PB, PM, PS, PO, NO, NS, NM, NB 8个语言值,6,确定在论域X上用以描述模糊子集PB, , NB的隶属函数 ，并据此建立语言变量E的赋值表，如表3.3.1所示。,表3.3.1 语言变量E的赋值表,7,偏差变化率ec的基本论域： -15

3、，+15 偏差变化率语言值EC的离散论域： Y-6, -5, ., 0, , +5, +6 则偏差变化率ec的量化因子为 语言变量偏差变化率EC的语言值选为： PB, PM, PS, O, NS, NM, NB 7个语言值,8,确定在论域 Y上用以描述模糊子集PB, , NB的隶属函数 ，并据此建立语言变量EC的赋值表，如表3.3.2所示。,表3.3.2 语言变量EC的赋值表,9,控制量变化u的基本论域： -10，+10 控制量变化语言值U的离散论域： Z-7, -6, ., 0, , +6, +7 则控制量变化u的比例因子为 语言变量控制量变化U的语言值选为： PB, PM, PS, O,

4、NS, NM, NB 7个语言值,10,通过操作者的实践经验总结，确定在论域 Z上用以描述模糊子集PB, , NB的隶属函数 ，并据此建立语言变量U的赋值表，如表3.3.3所示。,表3.3.3 语言变量U的赋值表,11,三、模糊控制规则的确定,表3.3.4 模糊控制规则表,12,13,四、模糊化与模糊推理 设实测偏差为 ，由此计算得到偏差变化 量化后得 ，且 将 模糊化得模糊子集 则,14,五、解模糊与模糊控制表的生成 采用最大隶属度法对模糊控制增量 进行解模糊，得到在论域 Z-7, -6, ., 0, , +6, +7 上取值的控制增量 。 对论域 X ( X -6, -5, ., -0, +0, , +5, +6 ) 和论域 Y ( Y -6, -5, ., 0, , +5, +6 ) 的全部元素的所有组合，进行上述模糊化、模糊推理及模糊判决运算，均能得到论域Z ( Z -7, -6, ., 0, , +6, +7 ) 上的元素与之一一对应，将这些对应关系编制成表格，即得模糊控制表。,15,表3.3.5 模糊控制查询表,16,模糊控制表离线计算得到。在线控制时，在每一控制周期将实测偏差 和偏差变化 分别进行量化，取得查找模糊控制表所需的 ，再从表中查出对应的控制量变化 ，与比例因子 相乘，便得加到被控对象的实际控制量的