基于simulink的模糊控制仿真

本文格式為Word版，下載可任意編輯——基于simulink的模糊控制仿真已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：1/(10s+1)*e(-0.5s)。假設(shè)系統(tǒng)給定為階躍值r=30，系統(tǒng)初始值r0=0.試分別設(shè)計(jì)(1)常規(guī)的PID控制器；(2)常規(guī)的模糊控制器；

(3)比較兩種控制器的效果；

(4)當(dāng)通過改變模糊控制器的比例因子時(shí)，系統(tǒng)響應(yīng)有什么變化？

一．基于simulink的PID控制器的仿真及其調(diào)試：

調(diào)理后的Kp，Ki，Kd分別為：10，1，0.05。示波器觀測(cè)到的波形為：

二．基于simulink的模糊控制器的仿真及其調(diào)試：

（1）啟動(dòng)matlab后，在主窗口中鍵入fuzzy回車，屏幕上就會(huì)顯現(xiàn)出如下圖所示的“FISEditor〞界面，即模糊推理系統(tǒng)編輯器。

（2）雙擊輸入量或輸出量?？蛑械娜魏我粋€(gè)，都會(huì)彈出隸屬函數(shù)編輯器，簡(jiǎn)稱MF編輯器。

（3）在FISEditor界面順序單擊菜單Editor—Rules出現(xiàn)模糊規(guī)則編輯器。

本次設(shè)計(jì)采用雙輸入（偏差E和偏差變化量EC）單輸出（U）模糊控制器，E的論域是[-6,6]，EC的論域是[-6,6]，U的論域是[-6,6]。它們的狀態(tài)分別是負(fù)大（NB）、負(fù)中（NM）、負(fù)?。∟S）、零（ZO）、正?。≒S）、正中（PM）、正大（PB）。語言值的隸屬函數(shù)選擇三角形的隸屬度函數(shù)。推理規(guī)則選用Mamdani控制規(guī)則。

該控制器的控制規(guī)則表如下圖：

Simulink仿真圖如下：

在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)參與積分調(diào)理器有助于消除靜差，通過試湊法得出量化因子，比例因子以及積分常數(shù)。Ke，Kec，Ku，Ki分別是：3，2.5，3.5，0.27

三．試驗(yàn)心得：

通過比較PID控制器和模糊控制器，我們可知兩個(gè)系統(tǒng)觀測(cè)到的波形并沒有太大的區(qū)別。相對(duì)而言，對(duì)于給出確切數(shù)學(xué)模型的控制對(duì)象，PID控制器顯得更具有優(yōu)勢(shì)，其一是操作簡(jiǎn)單，其二是調(diào)理三個(gè)參數(shù)可以達(dá)到滿意的效果；對(duì)于給出給出確切數(shù)學(xué)模型的控制對(duì)象，模糊控制器并沒有浮現(xiàn)出太大的優(yōu)勢(shì)，其一是操作繁瑣，其二是模糊控制器調(diào)理參數(shù)的難度并不亞于PID控制器。

在試驗(yàn)中增大模糊控制器的比例因子Ku會(huì)加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但Ku過大將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)輸出上升速率過快，從而使系統(tǒng)產(chǎn)生較大的超調(diào)量乃