本资源包含多个模糊控制算法的实际应用案例和编程实现示例,适用于初学者快速理解和掌握模糊控制系统的设计与开发。
以水位的模糊控制为例。假设有一个水箱,并通过调节阀向内注水或向外抽水。设计一个模糊控制器来调整阀门的位置,使水位稳定在某个固定点附近。
根据日常操作经验,可以建立以下基本规则:
1. 若当前水位高于设定值,则应当减少水量(即排水),且偏差越大,排水速度越快;
2. 若当前水位低于设定值,则应增加水量(即注水),且差距越大,注水的速度也相应加快。
基于这些经验原则,可按以下步骤设计一维模糊控制器:
1. 设计如下模糊规则:(i) 若偏差为负大, 则输出也为负大; (ii) 若偏差为负小,则输出亦为负小;(iii) “当偏差接近零时,输出也应趋近于零”;
2. 当误差为正小时,“则控制信号应当是正小”;
3. 若误差显著正值(即“正大”),那么相应的控制策略就是增大注水速度。
这些规则可以使用IF A THEN B的形式来表达:
- if e = NB Then u =NB
- if e = NS Then u =NS
- if e = ZO Then u =ZO
- if e = PS Then u =PS
- if e = PB Then u =PB
根据上述规则,可以构建模糊控制规则表。