方法二用MATLAB的模糊邏輯工具箱Fuzzytoolbox實(shí)現(xiàn)

1、方法二：用MATLAB的模糊邏輯工具箱(Fuzzy toolbox)實(shí)現(xiàn)（陳老師 整理）一、模糊邏輯推理系統(tǒng)的總體特征模糊控制由于不依賴(lài)對(duì)象的數(shù)學(xué)模型而受到廣泛的重視，計(jì)算機(jī)仿真是研究模糊控制系統(tǒng)的重要手段之一。由Math Works公司推出的Matlab軟件，為控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真提供了強(qiáng)有力的工具，特別是在Matlab4.2以后的版本中推出的模糊工具箱(Fuzzy Toolbox)，為仿真模糊控制系統(tǒng)提供了很大的方便。由于這樣的模塊都是由相關(guān)領(lǐng)域的著名學(xué)者開(kāi)發(fā)的，所以其可信度都是很高的，仿真結(jié)果是可靠的。在Simulink環(huán)境下對(duì)PID控制系統(tǒng)進(jìn)行建模是非常方便的，而模糊控制系統(tǒng)與PID控

2、制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本相同，僅僅是控制器不同。所以，對(duì)模糊控制系統(tǒng)的建模關(guān)鍵是對(duì)模糊控制器的建模。Matlab軟件提供了一個(gè)模糊推理系統(tǒng)（FIS）編輯器，只要在Matlab命令窗口鍵入Fuzzy就可進(jìn)入模糊控制器編輯環(huán)境。二、Matlab模糊邏輯工具箱仿真1. 模糊推理系統(tǒng)編輯器（Fuzzy）模糊推理系統(tǒng)編輯器用于設(shè)計(jì)和顯示模糊推理系統(tǒng)的一些基本信息，如推理系統(tǒng)的名稱(chēng)，輸入、輸出變量的個(gè)數(shù)與名稱(chēng)，模糊推理系統(tǒng)的類(lèi)型、解模糊方法等。其中模糊推理系統(tǒng)可以采用Mandani或Sugeuo兩種類(lèi)型，解模糊方法有最大隸屬度法、重心法、加權(quán)平均等。打開(kāi)模糊推理系統(tǒng)編輯器，在MATLAB的命令窗（command

3、window）內(nèi)鍵入：fuzzy 命令，彈出模糊推理系統(tǒng)編輯器界面，如下圖所示。因?yàn)槲覀冇玫氖莾蓚€(gè)輸入，所以在Edit菜單中，選Add variable ->input,加入新的輸入input,如下圖所示。選擇input(選中為紅框),在界面右邊文字輸入處鍵入相應(yīng)的輸入名稱(chēng)，例如,溫度輸入用 tmp-input, 磁能輸入用 mag-input，等。2.隸屬度函數(shù)編輯器(Mfedit)該編輯器提供一個(gè)友好的人機(jī)圖形交互環(huán)境，用來(lái)設(shè)計(jì)和修改模糊推理系中各語(yǔ)言變量對(duì)應(yīng)的隸屬度函數(shù)的相關(guān)參數(shù)，如隸屬度函數(shù)的形狀、范圍、論域大小等，系統(tǒng)提供的隸屬度函數(shù)有三角、梯形、高斯形、鐘形等，也可用戶(hù)自行定

4、義。雙擊所選input，彈出一新界面，在左下Range處和Display Range處,填入取只范圍，例如 0至9 （代表0至90）。在右邊文字文字輸入Name處，填寫(xiě)隸屬函數(shù)的名稱(chēng)，例如lt或LT(代表低溫)。在Type處選擇trimf(意為：三角形隸屬函數(shù)曲線，triangle member function),當(dāng)然也可選其它形狀。在Params(參數(shù))處，選擇三角形涵蓋的區(qū)間，填寫(xiě)三個(gè)值，分別為三角形底邊的左端點(diǎn)、中點(diǎn)和右端點(diǎn)在橫坐標(biāo)上的值。這些值由設(shè)計(jì)者確定。見(jiàn)下圖。用類(lèi)似的方法設(shè)置輸出output的參數(shù)。注意：我們共有9個(gè)規(guī)則，所以相應(yīng)地有9個(gè)輸出隸屬函數(shù)。默認(rèn)3個(gè)隸屬函數(shù)，剩下6個(gè)

5、由設(shè)計(jì)者加入。點(diǎn)擊Edit菜單，選 Add Custom MS->繼續(xù)填入相應(yīng)參數(shù)即可。見(jiàn)下圖。3 用命令行函數(shù)實(shí)現(xiàn)烘干機(jī)模糊邏輯系統(tǒng)通過(guò)隸屬度函數(shù)編輯器來(lái)設(shè)計(jì)和修改“IF.THEN”形式的模糊控制規(guī)則。由該編輯器進(jìn)行模糊控制規(guī)則的設(shè)計(jì)非常方便，它將輸入量各語(yǔ)言變量自動(dòng)匹配，而設(shè)計(jì)者只要通過(guò)交互式的圖形環(huán)境選擇相應(yīng)的輸出語(yǔ)言變量，這大大簡(jiǎn)化了規(guī)則的設(shè)計(jì)和修改。另外，還可為每條規(guī)則選擇權(quán)重，以便進(jìn)行模糊規(guī)則的優(yōu)化。在上面的界面中，選Edit菜單，選擇Rules, 彈出一新界面Rule Editor. 在底部的選擇框內(nèi)，選擇相應(yīng)的 IFANDTHEN 規(guī)則，點(diǎn)擊Add rule 鍵，上部框內(nèi)

6、將顯示相應(yīng)的規(guī)則。本次課題中用到了9條左右的規(guī)則，依次加入。如下圖所示：4 模糊邏輯工具箱仿真結(jié)果模糊規(guī)則瀏覽器用于顯示各條模糊控制規(guī)則對(duì)應(yīng)的輸入量和輸出量的隸屬度函數(shù)。通過(guò)指定輸入量，可以直接的顯示所采用的控制規(guī)則，以及通過(guò)模糊推理得到相應(yīng)輸出量的全過(guò)程，以便對(duì)模糊規(guī)則進(jìn)行修改和優(yōu)化。所有規(guī)則填入后，選菜單View, 選擇Rules,彈出一新界面Rule Viewer，如下圖所示。上圖表示當(dāng)溫度為45度、磁能為45瓦時(shí)，輸出干度為約70個(gè)單位。左右拉動(dòng)界面中的兩支紅線，拉到欲選的近似值，右邊圖頂顯示相應(yīng)的干度結(jié)果。上圖中選菜單View, 選擇Surface,彈出一新界面Surface Viewer，彈出該課題結(jié)果的三維圖。如下圖所示。注意將鼠標(biāo)箭頭放置圖內(nèi)，移動(dòng)鼠標(biāo)可得到不同角度的視圖，如下圖所示。三、解題要求： 1需打印出以上結(jié)果圖。 2在每幅圖的下方，需對(duì)該圖進(jìn)行必要的文字解釋。 3對(duì)給定的輸入T=25度, M=60瓦, 運(yùn)行程序算出干度D的結(jié)果頁(yè)。四、提交要