实验3模糊工具箱模糊推理.docx
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实验3模糊工具箱模糊推理
输出
污泥
，LG
实验三模糊工具箱的模糊洗衣机推理系统设计
实验目的
1、掌握Matlab模糊工具箱的应用。
2、掌握模糊集合的基本运算。
3、能够使用Simulink工具箱设计模糊控制系统。
实验设备
1、PC机
2、Matlab软件
实验内容
使用MATLAB模糊工具箱设计一个洗衣机模糊控制：
1）模糊控制器的结构
选用单变量二维模糊控制器。
控制器的输入为衣物的污泥和油脂，为洗涤时间。
2）定义输入输出模糊集
将污泥（WN）分为三个模糊集：
SD（污泥少），MD（污泥中），LD多），取值范围为[0，100]。
选用如下隶属函数：
SD（x）
（50x）/50
0
x50
MD（x）
x/50
0x
50
污泥
（100x）/50
50
x100
LD（x）
（x50）/50
50
x100
将油脂（YZ）分为三个模糊集：
NG（无油脂），MG（油脂中）
油脂多），取值范围为[0，100]。
选用如下隶属函数：
N&y）
（50y）/50
0
y50
“Gy）
y/50
0y
50
油脂
（100y）/50
50
y100
Ld（y）
（y50）/50
50
y100
将洗涤时间（XDSJ）分为三个模糊集：
VS（很短），S（短），M仲等）,L（长），
VL（很长），取值范围为［0，60］。
选用如下隶属函数：
4）建立模糊控制规则
根据人的操作经验设计模糊规则，模糊规则设计的标准为：
污泥
越多，油脂越多，洗涤时间越长”；污泥适中，油脂适中，洗涤时间适中”;
污泥越少，油脂越少，洗涤时间越短”。
5）建立模糊控制表
根据模糊规则的设计标准，建立模糊规则表
洗涤时间z
污泥x
NG
MG
LG
油
SD
VS
M
L
MD
S
M
L
脂
LD
M
L
VL
y
第一步：
打开模糊推理系统编辑器
步骤：
在CommondWindoW键入fuzzy回车
打开如下窗口，既模糊推理系统编辑器。
FIS处理系统有多少个输入变量，输出变量，名称是什么，模糊算子“与”（min,prod乘积，custom自定义），“或”（max大,probor概率统计方法，custom），推理方法（min，prod，custom），聚类方法（maxprobor，sum,custom），解模糊的方法（centroid质心法，bisector中位线法，middleofmaximumlargestofmaximumsmallestofmaximum。
第二步：
模糊控制器结构设计
1、添加输入或输出
2、选择Input、output（选中为红框），在Namei里分别修改各输入、输出的名
称为WN,YZ,XDSJ
第三步：
使用隶属函数编辑器
该编辑器提供一个友好的人机图形交互环境，用来设计和修改模糊推理系
中各语言变量对应的隶属度函数的相关参数，如隶属度函数的形状、范围、论域大小等，系统提供的隶属度函数有三角、梯形、高斯形、钟形等，也可用户自行定义。
步骤：
1、双击任何一个输入量或输出量打开隶属度函数编辑器。
2、在左下处Range和DisplayRange处添加取值范围，按污泥、油脂和洗涤时间的论域范围修改；
3、选中任何一个隶属度函数（选中为红色），在Name中键入名称，在Type中
选择形状，隶属函数的类型有：
trimf，trapmf，gbellmf，gaussmf，gauss2mf，sigmf，dsigmf，psigmf，pimf，smf，zmf，在Params中键入范围，然后回车，分别按污泥、油脂和洗涤时间的隶属度函数参数修改：
（提示：
实验一中三角形
隶属度函数参数设置）
a.污泥隶属函数
3<-sr5memfoeeLyeD
b）油脂隶属度函数
c）洗涤时间隶属度函数
5、关闭隶属函数编辑器
第四步：
使用规则编辑器
完成了对变量的命名，隶属函数也有了适当的形状和名字，就可以编辑模糊规
贝U。
选择连接关系（and或者or），权重，在编辑器左边选择一个输入变量，并选择它的语言值，然后在编辑器右边的输出变量中选择一个输出变量，并选中它的语言值，然后将这种联系添加到模糊规则中。
Options/Format下可以选择模糊规则不同的格式，默认的是verbose（模
糊规则的详细格式），还有symbolic（符号格式），indexed（高度压缩格式）步骤：
1、打开规则编辑器
点击Edit菜单，选Rules…
>HSFdrtnrUntitled
Ctrl+Z
AddVariablt*--i
RemoveSelectedVariableCtrl+K
Meinber&hlpPunttiDns-・Ctrl十2^1''毗-
2、添加规则
按模糊洗衣机规则表中的规则，选中WN,YZ,XDS的模糊取值，none（表示不被选中任何隶属度函数）,and选项，权重Weight均设为1然后点击Addrule添加规则，同理添加其他规则。
3、关闭规则编辑器
第五步：
保存并查看结果
步骤：
1、保存
2•模糊规则观察器
模糊规则观察器的功能是可以令用户观察模糊推理图，并观察模糊推理
系统的行为是否与预期的一样。
可以观察到输入变量（默认色是黄色）和输出变
量（默认色是蓝色）如何应用在模糊规则中；反模糊化的数值是多少。
View->Rules
打开RuleViewer，输入不同的污泥、油脂值，记录洗涤时间;
3.输出曲面观测器
模糊规则观察器非常详细的显示了在某一个时刻的计算。
如果看到模糊推理系统的全部输出曲面，即与整个输入区间相对应的输出区间，就要打开输出曲面观测器。
View->Surface打开SurfaceViewer，输入不同的污泥、油脂值，记录洗涤时间；
五、实验总结
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