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恒温恒湿培养箱智能控制系统专题20、基本模糊控

发布时间:2020-04-15 05:54人气:

基本模糊控制设计
对于恒温恒湿培养箱这样一个具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升 温单向性等特点的控制对象,很难用数学方法建立精确的数学模型〔2刀。传统的 控制理论和方法如PID控制,容易超调,温湿度一旦升高很难降下来,造成调 节速度慢,控制效果不理想;而模糊控制利用人类专家控制经验,对于复杂对 象的控制显示了鲁棒性好、控制性能高的优点。根据模糊控制器设计步骤,如 图4-3所示,借助用于数值计算的通用软件Matlab中的模糊逻辑工具箱(Fuzzy logic control)㈣㈣,设计模糊控制系统,方便快捷,易于修改和仿真,并可计 算出离线控制表,供在线控制程序使用。


 
 
N
1
0.5 0

 
 
-6 -4 -2 0 2 4 6
图4»4隶属函数分布图
Fig.4-4 Distrabution of membership Function
设计基本恒温模糊推理系统图形界面的编辑器类型为Mamdani型。仿照人 的控制经验,该控制系统包括两个输入变量(误差E,误差的变化EC)和一个 输出变量(控制量的变化U),是一个二维模糊控制器。模糊量E、EC和U的 模糊集均取{NB, NM, NS, ZE, PS, PM, PB),意义为{负大,负中,负小, 零,正小,正中,正大}。相应的论域均为[-6, 6]o隶属函数釆用三角形,函数 曲线在论域上等距离分布,如图4-4所示。根据手动控制策略的实验,总结出一 套模糊控制规则,共49条,如表4-5所示。模糊推理系统的基本属性设定为: “与"运算釆用极小运算,“或”运算釆用极大运算,模糊蕴含釆用极小运算, 模糊规则综合釆用极大运算,去模糊化釆用重心法。这样既可保存为一个FIS 文件,在模糊控制系统中作为一个独立封装的模块,在在线程序中表现为一个 离线输岀的査询表。在这个基本模糊推理的基础上,调节量化因子和比例因子, 反复实验,实现模糊控制的要求。此设计过程同样适用于湿度的基本模糊控制 设计。
表4-5模糊控制规则表
Tab.4-5 Control rules of fiizzy control
E U
EC:NB NM NS ZE PS PM PB
NB PB PB PB PB PM ZE ZE
NM PB PB PB PB PM ZE ZE
NS PM PM PM PM ZE NS NS
ZE PM PM PS ZE NS NM NM
PS PS PS ZE NM NM NM NM
PM ZE ZE NM NB NB NB NB
PB ZE ZE NM NB NB NB NB
 

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