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恒溫恒濕培養(yǎng)箱智能控制系統(tǒng)專題20、基本模糊控

閱讀：4發(fā)布時(shí)間：2025-7-14

基本模糊控制設(shè)計(jì)
對于恒溫恒濕培養(yǎng)箱這樣一個(gè)具有非線性、大滯后、大慣性、時(shí)變性、升 溫單向性等特點(diǎn)的控制對象，很難用數(shù)學(xué)方法建立精確的數(shù)學(xué)模型〔2刀。傳統(tǒng)的 控制理論和方法如PID控制，容易超調(diào)，溫濕度一旦升高很難降下來，造成調(diào) 節(jié)速度慢，控制效果不理想；而模糊控制利用人類專家控制經(jīng)驗(yàn)，對于復(fù)雜對 象的控制顯示了魯棒性好、控制性能高的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)模糊控制器設(shè)計(jì)步驟，如 圖4-3所示，借助用于數(shù)值計(jì)算的通用軟件Matlab中的模糊邏輯工具箱(Fuzzy logic control)㈣㈣，設(shè)計(jì)模糊控制系統(tǒng)，方便快捷，易于修改和仿真，并可計(jì) 算出離線控制表，供在線控制程序使用。


 
 
N
1
0.5 0

 
 
-6 -4 -2 0 2 4 6
圖4»4隸屬函數(shù)分布圖
Fig.4-4 Distrabution of membership Function
設(shè)計(jì)基本恒溫模糊推理系統(tǒng)圖形界面的編輯器類型為Mamdani型。仿照人 的控制經(jīng)驗(yàn)，該控制系統(tǒng)包括兩個(gè)輸入變量（誤差E,誤差的變化EC）和一個(gè) 輸出變量（控制量的變化U）,是一個(gè)二維模糊控制器。模糊量E、EC和U的 模糊集均取｛NB, NM, NS, ZE, PS, PM, PB）,意義為｛負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小， 零，正小，正中，正大｝。相應(yīng)的論域均為[-6, 6]o隸屬函數(shù)釆用三角形，函數(shù) 曲線在論域上等距離分布，如圖4-4所示。根據(jù)手動(dòng)控制策略的實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出一 套模糊控制規(guī)則，共49條，如表4-5所示。模糊推理系統(tǒng)的基本屬性設(shè)定為： “與"運(yùn)算釆用極小運(yùn)算，“或”運(yùn)算釆用極大運(yùn)算，模糊蘊(yùn)含釆用極小運(yùn)算， 模糊規(guī)則綜合釆用極大運(yùn)算，去模糊化釆用重心法。這樣既可保存為一個(gè)FIS 文件，在模糊控制系統(tǒng)中作為一個(gè)獨(dú)立封裝的模塊，在在線程序中表現(xiàn)為一個(gè) 離線輸岀的査詢表。在這個(gè)基本模糊推理的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)量化因子和比例因子， 反復(fù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)模糊控制的要求。此設(shè)計(jì)過程同樣適用于濕度的基本模糊控制 設(shè)計(jì)。
表4-5模糊控制規(guī)則表
Tab.4-5 Control rules of fiizzy control
EU
EC:NBNMNSZEPSPMPB
NBPBPBPBPBPMZEZE
NMPBPBPBPBPMZEZE
NSPMPMPMPMZENSNS
ZEPMPMPSZENSNMNM
PSPSPSZENMNMNMNM
PMZEZENMNBNBNBNB
PBZEZENMNBNBNBNB
 


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