3.3模糊控制器設(shè)計(jì)舉例.ppt

1、1,模糊控制系統(tǒng)框圖,模糊控制器,2,3.3 模糊控制器設(shè)計(jì)舉例,某電熱爐用于金屬零件的熱處理，要求保持爐溫600不變。電熱爐的供電電壓是由可控硅整流電源提供的，它的電壓連續(xù)可調(diào)。調(diào)整可控硅觸發(fā)電路中的偏置電壓，即改變可控硅的導(dǎo)通角時(shí)，可控硅整流電源的電壓可根據(jù)需要調(diào)整。 因?yàn)闋t溫受被處理零件多少、體積大小以及電網(wǎng)電壓波動(dòng)等因素影響，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。因此采用模糊控溫方案。,3,模糊控制器設(shè)計(jì)方案： 一、確定模糊控制器的結(jié)構(gòu)及輸入、輸出語言變量 采用雙輸入單輸出的二維模糊控制器。 輸入語言變量：偏差E、偏差變化率EC。 e = r - y e為偏差，r為溫度設(shè)定值，y為溫度測量值。 輸出

2、語言變量：可控硅觸發(fā)電路中的偏置電壓的變化 量U,4,模糊控制系統(tǒng)框圖,模糊控制器,5,二、輸入語言變量偏差E、偏差變化EC和輸出語言 變量控制量變化U的語言值的確定 偏差e的基本論域： -20，+20 偏差語言值E的離散論域： X-6, -5, ., -0, +0, , +5, +6 則偏差e的量化因子為 語言變量偏差E的語言值選為：PB, PM, PS, PO, NO, NS, NM, NB 8個(gè)語言值,6,確定在論域X上用以描述模糊子集PB, , NB的隸屬函數(shù) ，并據(jù)此建立語言變量E的賦值表，如表3.3.1所示。,表3.3.1 語言變量E的賦值表,7,偏差變化率ec的基本論域： -15

3、，+15 偏差變化率語言值EC的離散論域： Y-6, -5, ., 0, , +5, +6 則偏差變化率ec的量化因子為 語言變量偏差變化率EC的語言值選為： PB, PM, PS, O, NS, NM, NB 7個(gè)語言值,8,確定在論域 Y上用以描述模糊子集PB, , NB的隸屬函數(shù) ，并據(jù)此建立語言變量EC的賦值表，如表3.3.2所示。,表3.3.2 語言變量EC的賦值表,9,控制量變化u的基本論域： -10，+10 控制量變化語言值U的離散論域： Z-7, -6, ., 0, , +6, +7 則控制量變化u的比例因子為 語言變量控制量變化U的語言值選為： PB, PM, PS, O,

4、NS, NM, NB 7個(gè)語言值,10,通過操作者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，確定在論域 Z上用以描述模糊子集PB, , NB的隸屬函數(shù) ，并據(jù)此建立語言變量U的賦值表，如表3.3.3所示。,表3.3.3 語言變量U的賦值表,11,三、模糊控制規(guī)則的確定,表3.3.4 模糊控制規(guī)則表,12,13,四、模糊化與模糊推理 設(shè)實(shí)測偏差為 ，由此計(jì)算得到偏差變化 量化后得 ，且 將 模糊化得模糊子集 則,14,五、解模糊與模糊控制表的生成 采用最大隸屬度法對模糊控制增量 進(jìn)行解模糊，得到在論域 Z-7, -6, ., 0, , +6, +7 上取值的控制增量 。 對論域 X ( X -6, -5, ., -0, +0, , +5, +6 ) 和論域 Y ( Y -6, -5, ., 0, , +5, +6 ) 的全部元素的所有組合，進(jìn)行上述模糊化、模糊推理及模糊判決運(yùn)算，均能得到論域Z ( Z -7, -6, ., 0, , +6, +7 ) 上的元素與之一一對應(yīng)，將這些對應(yīng)關(guān)系編制成表格，即得模糊控制表。,15,表3.3.5 模糊控制查詢表,16,模糊控制表離線計(jì)算得到。在線控制時(shí)，在每一控制周期將實(shí)測偏差 和偏差變化 分別進(jìn)行量化，取得查找模糊控制表所需的 ，再從表中查出對應(yīng)的控制量變化 ，與比例因子 相乘，便得加到被控對象的實(shí)際控制量的