模糊控制实验演示教学.docx
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模糊控制实验演示教学
中南大学
模糊控制课程实验报告
学生姓名：
彭雄威
指导教师：
袁艳
学院：
信息科学与工程学院
学号：
114611167
实验一：
本系统设计基于MATLAB图形模糊推理系统，设计步骤如下：
打开MATLAB，输入指令fuzzy，打开模糊逻辑工具箱的图形用户界面窗口，新建一个Mamdani模糊推理系统。
（1）增加一个输入变量，将输入变量命名为E、Ec，将输出变量命名U。
这样就建立了一个两输入单输出的模糊推理系统。
如图1.1所示。
图1.1增加一个输入变量
（2）设计模糊化模块：
设计隶属度函数论域范围
图3.2设计水位误差E模块
3.3设计水位误差Ec模块
图3.4设计水位输出U模块
（4）模糊控制器的规则设计
（5）通过观察器观察规则情况
在菜单view中的rules和surface选项分别对应得是规则观测器和曲面观测器。
图3.7规则观测器
图3.6曲面观测器
（6）保存编辑好的FIS文件
实验二：
利用MATLAB软件的M文件编辑器和实验一所生成的fuzzf.FIS文件，在M文件编辑器中输入：
a=readfis（'fuzzf'）;
evalfis（[-0.5,-0.07;-0.5,0;-0.5,0.07;0,-0.07;0,0;0,0.07;0.5,-0.07;0.5,0;0.5,0.07],a）
便可得fuzzf.FIS文件的模糊控制查询表，其中的数据在水位误差E的论域为[-11]，误差变化Ec的论域为[-0.10.1]内可以任意取值。
a=readfis（'fuzzf'）
a=
name:
'fuzzf'
type:
'mamdani'
andMethod:
'min'
orMethod:
'max'
defuzzMethod:
'centroid'
impMethod:
'min'
aggMethod:
'max'
input:
[1x2struct]
output:
[1x1struct]
rule:
[1x5struct]
a=readfis（'fuzzf'）;
evalfis（[-0.5,-0.07;-0.5,0;-0.5,0.07;0,-0.07;0,0;0,0.07;0.5,-0.07;0.5,0;0.5,0.07],a）
ans=
-0.2000
-0.4444
-0.4667
0.1363
-0.0014
-0.2271
0.4000
0.4412
0.1333
实验三
利用MATLAB软件的M文件编辑器（也可选择C语言）完成模糊控制查询表的计算。
注意：
全部工作都由程序实现，不利用FIS文件，不使用Fuzzy工具箱，包括模糊关系矩阵的求取及模糊推理、模糊判决。
表1偏差E的赋值表
e
E
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
NB
1
0.8
0.7
0.4
0.4
0.1
0
0
0
0
0
0
0
NM
0.2
0.7
1
0.7
0.3
0
0
0
0
0
0
0
0
NS
0
0.1
0.3
0.7
1
0.7
0.2
0
0
0
0
0
0
NO
0
0
0
0
0.1
0.6
1
0
0
0
0
0
0
PO
0
0
0
0
0
0
1
0.6
0.1
0
0
0
0
PS
0
0
0
0
0
0
0.2
0.7
1
0.7
0.3
0.1
0
PM
0
0
0
0
0
0
0
0
0.2
0.7
1
0.7
0.3
PB
0
0
0
0
0
0
0
0
0.1
0.4
0.7
0.8
1
表2偏差变化率Ec的赋值表
ec
Ec
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
NB
1
0.7
0.3
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
NM
0.3
0.7
1
0.7
0.3
0
0
0
0
0
0
0
0
NS
0
0
0.3
0.7
1
0.7
0.3
0
0
0
0
0
0
O
0
0
0
0
0.3
0.7
1
0.7
0.3
0
0
0
0
PS
0
0
0
0
0
0
0.3
0.7
1
0.7
0.3
0
0
PM
0
0
0
0
0
0
0
0
0.3
0.7
1
0.7
0.3
PB
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.3
0.7
1
表3推理语言规则表
Ec
E
NB
NM
NS
O
PS
PM
PB
NB
PB
PB
PB
PB
PM
O
O
NM
PB
PB
PB
PB
PM
O
O
NS
PM
PM
PM
PM
O
NS
NS
NO
PM
PM
PS
O
NS
NM
NM
PO
PM
PM
PS
O
NS
NM
NM
PS
PS
PS
O
NM
NM
NM
NM
PM
O
O
NM
NS
NS
NS
NS
PB
O
O
NM
NS
NS
NS
NS
表4控制量U的赋值表
U
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
NB
1
0.7
0.3
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
NM
0.3
0.7
1
0.7
0.3
0
0
0
0
0
0
0
0
NS
0
0
0.3
0.7
1
0.7
0.3
0
0
0
0
0
0
O
0
0
0
0
0.3
0.7
1
0.7
0.3
0
0
0
0
PS
0
0
0
0
0
0
0.3
0.7
1
0.7
0.3
0
0
PM
0
0
0
0
0
0
0
0
0.3
0.7
1
0.7
0.3
PB
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.3
0.7
1
程序如下：
clc;
clear;
E=[1,0.8,0.7,0.4,0.1,0,0,0,0,0,0,0,0;
0.2,0.7,1,0.7,0.3,0,0,0,0,0,0,0,0;
0,0.1,0.3,0.7,1,0.7,0.2,0,0,0,0,0,0;
0,0,0,0,0.1,0.6,1,0,0,0,0,0,0;
0,0,0,0,0,0,1,0.6,0.1,0,0,0,0;
0,0,0,0,0,0,0.2,0.7,1,0.7,0.3,0.1,0;
0,0,0,0,0,0,0,0,0.2,0.7,1,0.7,0.3;
0,0,0,0,0,0,0,0,0.1,0.4,0.7,0.8,1]%%8*13
EC=[1,0.7,0.3,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
0.3,0.7,1,0.7,0.3,0,0,0,0,0,0,0,0;
0,0,0.3,0.7,1,0.7,0.3,0,0,0,0,0,0;
0,0,0,0,0.3,0.7,1,0.7,0.3,0,0,0,0;
0,0,0,0,0,0,0.3,0.7,1,0.7,0.3,0,0;
0,0,0,0,0,0,0,0,0.3,0.7,1,0.7,0.3;
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0.3,0.7,1]%%7*13
U=[1,0.7,0.3,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
0.3,0.7,1,0.7,0.3,0,0,0,0,0,0,0,0;
0,0,0.3,0.7,1,0.7,0.3,0,0,0,0,0,0;
0,0,0,0,0.3,0.7,1,0.7,0.3,0,0,0,0;
0,0,0,0,0,0,0.3,0.7,1,0.7,0.3,0,0;
0,0,0,0,0,0,0,0,0.3,0.7,1,0.7,0.3;
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0.3,0.7,1]%%7*13
rulelist=[1,1,1,1,2,4,4;
1,1,1,1,2,4,4;
2,2,2,2,4,5,5;
2,2,3,4,5,6,6;
2,2,3,4,5,6,6;
3,3,4,6,6,6,6;
4,4,6,7,7,7,7;
4,4,6,7,7,7,7]%%8*7
foriii=1:
13%偏差E的模糊值控制
forjjj=1:
13%偏差率EC的模糊值控制
forii=1:
8%偏差E的模糊规则控制
forjj=1:
7%偏差变化率EC的模糊规则控制
A_rulelist=rulelist（ii,jj）;%查模糊规则表
%******计算C1A'************
A=E（ii,:
）;%取A'
C_A=U（A_rulelist,:
）;%取Ci
fori=1:
13%求R1A
forj=1:
13
if（A（i）>C_A（1,j））
Ra（i,j）=C_A（1,j）;
else
Ra（i,j）=A（i）;
end
end
end
AA=zeros（1,13）;%取AA=A'如AA=[1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0];
%AA（1,iii）=E（ii,iii）;
AA（1,iii）=1;
fori=1:
13%先取小
forj=1:
13
if（AA（j）>Ra（j,i））
A_qux（j,i）=Ra（j,i）;
else
A_qux（j,i）=AA（j）;
end
end
end
fori=1:
13%再取大，，，求和CiA
max=A_qux（1,i）;
forj=1:
13
if（maxmax=A_qux（j,i）;
end
end
CiA（i）=max;
end
%********CiA计算完毕*********
%*******计算CiB'*************
B=EC（jj,:
）;%取B'?
?
?
C_B=U（A_rulelist,:
）;%取Ci?
?
?
fori=1:
13%求R1B
forj=1:
13
if（B（1,i）>C_B（1,j））
Rb（i,j）=C_B（1,j）;
else
Rb（i,j）=B（1,i）;
end
end
end
BB=zeros（1,13）;%取BB=B'如BB=[1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0];
%BB（1,jjj）=EC（jj,jjj）;
BB（1,jjj）=1;
fori=1:
13%先取小
for
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