1、 课程设计报告 课程名称： 智能控制课程设计 报告题目： 模糊控制算法研究 20142014 年年 1111 月月 1010 日日 目录目录 一、课程设计的目的和要求 1 二、课程设计的步骤 1 1、模糊集合及论域的定义 1 2、系统的参数选择 . 1 3.最初的各个隶属函数的设置 2 4.用此控制器运行 . 4 5 调节一下隶属函数 5 6.改变控制器的隶属函数度为梯形函数 6 7.在控制器之后、被控对象之前加扰动 7 8.改变被控对象的参数，研究其控制效果的变化情况 . 8 9、小结： 10 三、总结.10 1 一、课程设计的目的和要求一、课程设计的目的和要求 目的：目的：1. 通过本次课
2、程设计，进一步了解模糊控制的基本原理、模糊模型的建立和模糊控 制器的设计过程； 2. 提高学生有关控制系统的程序设计能力； 3. 熟悉 Matlab 语言以及在智能控制设计中的应用。 要求：要求：充分理解设计内容，并独立完成实验和课程设计报告 二、课程设计的步骤二、课程设计的步骤 假设系统的模型可以用二阶加纯滞后表示， 即传递函数为 12 ( ) (1)(1) ds ff K e G s TsTs 。 其中各参 数分别为 12 40,10,60,2 ffd KTT 1、模糊集合及论域的定义模糊集合及论域的定义 对误差 E、误差变化 EC 机控制量 U 的模糊集合及其论域定义如下： E、EC 和
3、 U 的模糊集合均为： NB、NM、NS、0、PS、PM、PB E 和 EC 的论域为： -6、-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5、6 U 的论域为： -7、-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5、6、7 2、系统的参数选择系统的参数选择 系统所选用的参数为：Saturation、Saturation1、Saturation2 的范围分别为：-6 6、-6 6、 -7 7，Transport Delay=2S。 通过调试得到 PID 模糊控制的参数：Ke=4，Kec=1.8，Ku=0.07 下图为控制规则表 E u Ec -3 -2 -1 0 +1 +2
4、+3 -3 +1 +1 +1 +1 +2 +3 +3 -2 -1 +1 +1 +1 +2 +2 +3 -1 -2 -1 0 0 +1 +2 +2 2 0 -3 -2 -1 0 +1 +2 +2 +1 -3 -2 -1 0 0 +1 +2 +2 -3 -3 -2 -1 -1 +1 +1 +3 -3 -3 -2 -1 -1 -1 +1 e r y 1 Out1 Transport Delay 40 600s +70s+1 2 Transfer Fcn Subtract Step1 Scope5 Scope4 Scope3 Scope2 Scope1 Saturation2 Saturation1
5、Saturation Mux Mux -K- Ku 1.8 Kec 3 Ke Fuzzy Logic Controller 0.9156 Display du/dt Derivative u 3.最初的各个隶属函数的设置最初的各个隶属函数的设置 误差 E 的隶属函数度 输出 u 的隶属函数 3 误差变化率 Ec 的隶属函数 4 4.用此控制器运行用此控制器运行 得到的阶跃响应曲线为： 020406080100120140160180200 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 X: 137.5 Y: 0.9186 X: 29.16 Y: 1.172 X: 64.71 Y:
6、0.8738 调节时间为ts=65s，调节时间满足要求 超调量 % =17.2%，满足要求 但是，稳态精度不满足要求，稳态误差为ess=8% 5 5 调节一下隶属函数调节一下隶属函数 如下图所示 运行得到最好的效果： 020406080100120140160180200 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 X: 174.4 Y: 0.9475 X: 74.14 Y: 0.9919 此时，调节时间为ts=74s80s，调节时间满足要求 超调量 % =22%30%，满足要求 6 稳态误差为ess=5.25%6%,满足要求 6.改变控制器的隶属函数度为梯形函数改变控制器的隶属函数度为梯形函数 如下图所示： 7 得到系统的阶跃响应曲线为 020406080100120140160180200 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 X: 191.5 Y: 0.8917 X: 27.34 Y: 1.24 X: 124.8 Y: 0.8793 由图形可以看出，
