C实现模糊控制算法讲课教案.docx

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C实现模糊控制算法讲课教案

 

C实现模糊控制算法

本程序可在vc6.0环境下运行!

输入e表示输出误差,ec表示误差变化率,经过测试具有很好的控制效果,对于非线性系统和数学模型难以建立的系统来说有更好的控制效果!

现将其公开供大家学习研究!

#include

#include"math.h"

#definePMAX   100   

#definePMIN   -100  

#defineDMAX   100    

#defineDMIN   -100 2         

#defineFMAX   100      /*语言值的满幅值*/

intPFF[4]={0,12,24,48};

/*输入量D语言值特征点*/

intDFF[4]={0,16,32,64};

/*输出量U语言值特征点*/

intUFF[7]={0,15,30,45,60,75,90};

/*采用了调整因子的规则表,大误差时偏重误差,小误差时偏重误差变化*/

/*a0=0.3,a1=0.55,a2=0.74,a3=0.89  */  

intrule[7][7]={

//误差变化率-3,-2,-1,0,1,2,3    //误差    

     {-6,-6,-6,-5,-5,-5,-4,},  //  -3  

     {-5,-4,-4,-3,-2,-2,-1,},  //  -2

     {-4,-3,-2,-1,0,1,2,},  //  -1

     {-4,-3,-1,0,1,3,4,},  //   0

     {-2,-1,0,1,2,3,4,},  //   1

     {1,2,2,3,4,4,5,},  //   2

     {4,5,5,5,6,6,6}};  //   3

/**********************************************************/

int  Fuzzy(intP,intD)  /*模糊运算引擎*/

{

int   U;          /*偏差,偏差微分以及输出值的精确量*/

unsignedint  PF[2],DF[2],UF[4];  /*偏差,偏差微分以及输出值的隶属度*/

int   Pn,Dn,Un[4];

long  temp1,temp2;      

/*隶属度的确定*/

/*根据PD的指定语言值获得有效隶属度*/

if(P>-PFF[3]&&P

{

   if(P<=-PFF[2])    

{

  Pn=-2;

  PF[0]=FMAX*((float)(-PFF[2]-P)/(PFF[3]-PFF[2]));

}

   elseif(P<=-PFF[1])  

  {

   Pn=-1;

   PF[0]=FMAX*((float)(-PFF[1]-P)/(PFF[2]-PFF[1]));

  }

   elseif(P<=PFF[0])  

  {

   Pn=0;

   PF[0]=FMAX*((float)(-PFF[0]-P)/(PFF[1]-PFF[0]));

  }

   elseif(P<=PFF[1])  

  {

   Pn=1;PF[0]=FMAX*((float)(PFF[1]-P)/(PFF[1]-PFF[0]));

  }

   elseif(P<=PFF[2])

  {

   Pn=2;PF[0]=FMAX*((float)(PFF[2]-P)/(PFF[2]-PFF[1]));

  }

   elseif(P<=PFF[3])  

  {

   Pn=3;PF[0]=FMAX*((float)(PFF[3]-P)/(PFF[3]-PFF[2]));

  }                 

   }

elseif(P<=-PFF[3])  

  {

   Pn=-2;  PF[0]=FMAX;

  }

elseif(P>=PFF[3])  

  {

   Pn=3;  PF[0]=0;

  }

PF[1]=FMAX-PF[0];  

if(D>-DFF[3]&&D

{

   if(D<=-DFF[2])    

{

  Dn=-2;DF[0]=FMAX*((float)(-DFF[2]-D)/(DFF[3]-DFF[2]));

}

   elseif(D<=-DFF[1])  

  {

   Dn=-1;

   DF[0]=FMAX*((float)(-DFF[1]-D)/(DFF[2]-DFF[1]));

  }

   elseif(D<=DFF[0])  

  {

   Dn=0;

   DF[0]=FMAX*((float)(-DFF[0]-D)/(DFF[1]-DFF[0]));

  }

   elseif(D<=DFF[1])  

  {

   Dn=1;

   DF[0]=FMAX*((float)(DFF[1]-D)/(DFF[1]-DFF[0]));

  }

   elseif(D<=DFF[2])  

  {

   Dn=2;DF[0]=FMAX*((float)(DFF[2]-D)/(DFF[2]-DFF[1]));

  }

   elseif(D<=DFF[3])  

  {

   Dn=3;DF[0]=FMAX*((float)(DFF[3]-D)/(DFF[3]-DFF[2]));

  }  

   }

elseif(D<=-DFF[3])  

  {

   Dn=-2;

   DF[0]=FMAX;

  }

elseif(D>=DFF[3])  

  {

  Dn=3;

  DF[0]=0;

  }

DF[1]=FMAX-DF[0];

/*使用误差范围优化后的规则表rule[7][7]*/

/*输出值使用13个隶属函数,中心值由UFF[7]指定*/

/*一般都是四个规则有效*/

Un[0]=rule[Pn-1+3][Dn-1+3];

Un[1]=rule[Pn+3][Dn-1+3];

Un[2]=rule[Pn-1+3][Dn+3];  

Un[3]=rule[Pn+3][Dn+3];

if(PF[0]<=DF[0])

  UF[0]=PF[0];

else

  UF[0]=DF[0];

if(PF[1]<=DF[0])

  UF[1]=PF[1];

else

  UF[1]=DF[0];

if(PF[0]<=DF[1])

  UF[2]=PF[0];

else

  UF[2]=DF[1];

if(PF[1]<=DF[1])

  UF[3]=PF[1];

else

  UF[3]=DF[1];

/*同隶属函数输出语言值求大*/

  

if(Un[0]==Un[1])

{

  if(UF[0]>UF[1])

   UF[1]=0;

  else

   UF[0]=0;

}

if(Un[0]==Un[2])

{

  if(UF[0]>UF[2])

   UF[2]=0;

  else

   UF[0]=0;

}

if(Un[0]==Un[3])

{

  if(UF[0]>UF[3])

   UF[3]=0;

  else

   UF[0]=0;

}

if(Un[1]==Un[2])

{

  if(UF[1]>UF[2])

   UF[2]=0;

  else

   UF[1]=0;

}

if(Un[1]==Un[3])

{

  if(UF[1]>UF[3])

   UF[3]=0;

  else

   UF[1]=0;

}

if(Un[2]==Un[3])

{

  if(UF[2]>UF[3])

   UF[3]=0;

  else

   UF[2]=0;

}

/*重心法反模糊*/

/*Un[]原值为输出隶属函数标号,转换为隶属函数值*/

if(Un[0]>=0)

  Un[0]=UFF[Un[0]];

else

  Un[0]=-UFF[-Un[0]];

if(Un[1]>=0)

  Un[1]=UFF[Un[1]];

else

  Un[1]=-UFF[-Un[1]];

if(Un[2]>=0)

  Un[2]=UFF[Un[2]];

else

  Un[2]=-UFF[-Un[2]];

if(Un[3]>=0)

  Un[3]=UFF[Un[3]];

else

  Un[3]=-UFF[-Un[3]];

  

temp1=UF[0]*Un[0]+UF[1]*Un[1]+UF[2]*Un[2]+UF[3]*Un[3];

temp2=UF[0]+UF[1]+UF[2]+UF[3];

U=temp1/temp2;

returnU;

}

voidmain()

{

inta=0,e,ec;

/*intnowpoint,p1,p2=1;

FILE*in,*out;

in=fopen("in.txt","r");

out=fopen("out.txt","w");*/

//while(!

feof(in))

while

(1)

{

  

  //fscanf(in,"%d",&nowpoint);

  //p1=nowpoint;

  //e=0-nowpoint;

  //ec=p1-p2;

  printf("请输入e:

");

  scanf("%d",&e);

       printf("请输入ec:

");

  scanf("%d",&ec);

  a=Fuzzy(e,ec);

  //fprintf(out,"%d  ",a);

  //printf("%d:

  ",p1);

       printf("e:

%d    ec:

%d   ",e,ec);

  printf("a:

%d  \n",a);

  //p2=p1;

}

//fclose(in);

//fclose(out);

}

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