模糊控制实验报告.doc
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实验报告
课程名称模糊控制
专业班级自动化1041
姓名赵伟
学号1004421112
电气与信息学院
和谐勤奋求是创新
实验题目
隶属度函数仿真
实验室
一教机房
实验时间
2013年03月25日
实验类别
验证
同组人数
成绩
一、实验目的
1．通过实验熟悉并掌握各种模糊控制系统工具箱函数的用法
2．通过实验熟悉并掌握典型隶属度函数的Matlab仿真
3．通过实验熟悉并掌握Matlab软件的使用方法
二、实验内容
1．根据给定参数编制模糊推理系统数据结构管理功能函数及整个“tipper”模糊推理系统的Matlab仿真程序。
2.运行所编制的程序，得到各功能函数的仿真结果，完成FIS的求解。
3.根据给定参数编制获得各种典型隶属度函数的Matlab仿真程序。
4.运行所编制的程序，得到隶属度函数仿真曲线，并研究参数变化对曲线特性的影响，完成典型隶属度函数的仿真研究。
三、实验步骤
1.针对“tipper”模糊推理系统，编制相应的数据结构管理功能函数的Matlab仿真程序。
2.运行所编制的程序，得到各功能函数的仿真结果。
3.根据给定参数编制整个“tipper”模糊推理系统的仿真程序，并求解在给定作用下FIS的输出。
4.熟悉Matlab软件，编制获得各种典型隶属度函数的Matlab仿真程序。
5.运行所编制的程序，得到典型隶属度函数的仿真曲线。
6.改变隶属度函数的参数，观测参数的变化对仿真曲线的影响。
7.分析实验结果，完成实验报告。
四、实验参数要求
1．在tipper模糊系统中，'input'1即'service'的范围为[010]，且分为'poor'，'good'，'excellent'三个模糊集，3个模糊集均采用'gaussmf'型隶属函数,区间分别为[1.50]，[1.55]，[1.510]；input
（2）即'food'的范围为[010]，且分为'rancid'，'delicious'2个模糊集，2个模糊集均采用'trapmf'型隶属函数,区间分别为[-2013]，[791012];output
（1）即'tip''的范围为[030]，且分为'cheap'，'average'，'generous'三个模糊集，3个模糊集均采用'trimf'型隶属函数,区间分别为[0510]，[101520]，[202530]
④求解输入分别为[12]和[35;27]时系统的输出
2．Gaussian型隶属度函数σ=2，c=5
3.gbellmf隶属度函数a=2,b=4,c=6
4.Sigmoidal隶属度函数a1=2,c1=4;a2=2,c2=4;
5.trapezoid隶属度函数a=1,b=5,c=7,d=8
6.triangle隶属度函数a=3,b=6,c=8
7.Z形隶属度函数a=3,b=7
8．根据给定参数，设计自定义隶属函数的Matlab仿真程序
①以年龄为论域，取x=[0,150],设计模糊集“年轻”的隶属函数的Matlab仿真程序
②设计一个三角形隶属函数，按[-6，6]范围分为七个等级，建立一个模糊系统，用来表示
{负大，负中，负小，零，正小，正中，正大}。
五、程序及仿真图形
1“tipper”模糊推理系统
程序如下：
a=newfis（'tipper'）;
a=addvar（a,'input','service',[010]）;
a=addmf（a,'input',1,'poor','gaussmf',[1.50]）;
a=addmf（a,'input',1,'good','gaussmf',[1.55]）;
a=addmf（a,'input',1,'excellent','gaussmf',[1.510]）;
a=addvar（a,'input','food',[010]）;
a=addmf（a,'input',1,'rancid','trapmf',[-2013]）;
a=addmf（a,'input',1,'delicious','trapmf',[791012]）;
a=addvar（a,'output','tip',[030]）;
a=addmf（a,'output',1,'cheap','trimf',[0510]）;
a=addmf（a,'output',1,'average','trimf',[101520]）;
a=addmf（a,'output',1,'generous','trimf',[202530]）;
a2=readfis（'tipper'）;
figure
（1）;
plotfis（a2）;
figure
（2）;
plotmf（a,'input',1）;
figure（3）;
plotmf（a,'output',1）;
④求解输入分别为[12]和[35;27]时系统的输出
1）当输入为[12]时系统的输出：
程序如下：
a=newfis（'tipper'）;
a=addvar（a,'input','service',[010]）;
a=addmf（a,'input',1,'poor','gaussmf',[1.50]）;
a=addmf（a,'input',1,'good','gaussmf',[1.55]）;
a=addmf（a,'input',1,'excellent','gaussmf',[1.510]）;
a=addvar（a,'input','food',[010]）;
a=addmf（a,'input',1,'rancid','trapmf',[-2013]）;
a=addmf（a,'input',1,'delicious','trapmf',[791012]）;
a=addvar（a,'output','tip',[030]）;
a=addmf（a,'output',1,'cheap','trimf',[0510]）;
a=addmf（a,'output',1,'average','trimf',[101520]）;
a=addmf（a,'output',1,'generous','trimf',[202530]）;
fismat=readfis（'tipper'）;
out=evalfis（[12],fismat）
a2=readfis（'tipper'）;
figure
（1）;
plotfis（a2）;
figure
（2）;
plotmf（a,'input',1）;
figure（3）;
plotmf（a,'output',1）;
2）当输入为[35;27]时系统的输出：
程序如下：
a=newfis（'tipper'）;
a=addvar（a,'input','service',[010]）;
a=addmf（a,'input',1,'poor','gaussmf',[1.50]）;
a=addmf（a,'input',1,'good','gaussmf',[1.55]）;
a=addmf（a,'input',1,'excellent','gaussmf',[1.510]）;
a=addvar（a,'input','food',[010]）;
a=addmf（a,'input',1,'rancid','trapmf',[-2013]）;
a=addmf（a,'input',1,'delicious','trapmf',[791012]）;
a=addvar（a,'output','tip',[030]）;
a=addmf（a,'output',1,'cheap','trimf',[0510]）;
a=addmf（a,'output',1,'average','trimf',[101520]）;
a=addmf（a,'output',1,'generous','trimf',[202530]）;
fismat=readfis（'tipper'）;
out=evalfis（[35;27],fismat）
a2=readfis（'tipper'）;
figure
（1）;
plotfis（a2）;
figure
（2）;
plotmf（a,'input',1）;
figure（3）;
plotmf（a,'output',1）;
2．Gaussian型隶属度函数σ=2，c=5
程序如下：
x=0:
0.1:
10;
y=gaussmf（x,[25]）
plot（x,y）;
xlabel（'x'）;ylabel（'y'）;
3.gbellmf隶属度函数a=2,b=4,c=6
程序如下：
x=0:
0.1:
10;
y=gbellmf（x,[246]）
plot（x,y）;
xlabel（'x'）;ylabel（'y'）;
4.Sigmoidal隶属度函数a1=2,c1=4;a2=2,c2=4;
程序如下：
x=0:
0.1:
10;
y=sigmf（x,[2424]）
plot（x,y）;
xlabel（'x'）;ylabel（'y'）;
5.trapezoid隶属度函数a=1,b=5,c=7,d=8
程序如下：
x=0:
0.1:
10;
y=trapmf（x,[1578]）
plot（x,y）;
xlabel（'x'）;ylabel（'y'）;
6.triangle隶属度函数a=3,b=6,c=8
程序如下：
x=0:
0.1:
10;
y=trimf（x,[368]）;
plot（x,y）;
xlabel（'x'）;ylabel（'y'）;
7.Z形隶属度函数a=3,b=7
程序如下：
x=0:
0.1:
10;
y=zmf（x,[37]）;
plot（x,y）;
xlabel（'x'）;ylabel（'y'）;
8．根据给定参数，设计自定义隶属函数的Matlab仿真程序
①以年龄为论域，取x=[0,150],设计模糊集“年轻”的隶属函数的Matlab仿真程序
程序如下：
%MembershipfunctionforYoungPeople
clearall;
closeall;
fork=1:
1:
1501
x（k）=（k-1）*0.10;
ifx（k）>=0&x（k）<=35
y（k）=1.0;
else
y（k）=1/（1+（（x（k）-35）/5）^2）;
end
end
plot（x,y,'k'）;
xlabel（'xyears'）;ylabel（'Degreeofmembership'）;
②设计一个三角形隶属函数，按[-6，6]范围分为七个等级，建立一个模糊系统，用来表示
程序如下：
a=newfis（'t'）;
a=addvar（a,'input','e',[-6,6]）;
a=addmf
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