基本模糊控制器的设计.ppt

(1) 最大隶属度法 基本思想： 在输出模糊集合中选取隶属度最大的论域元素作为判决结果。 (2)取中位法 基本思想：输出隶属函数曲线与横坐标围成一个区域，用垂直线将该区域一分为二，平分线所对应的论域元素作为判决结果。 基本模糊控制器查询表 用取中位法求模糊控制器的控制输出u1。 例：已知某输出模糊子集 解S＝(0.1+0.3+0.6+0.7+0.7+0.5+0.1)×1 ＝3.0 由1/2S＝1.5，可计算出与 面积S的均分点最接近的论域元 素为n＝1 输出控制量u1＝nku＝ku 用取中位法求模糊控制器的控制输出u1。 例：已知某输出模糊子集 (3)加权平均法 加权平均法是模糊控制系统中应用比较广泛的一种方法，其计算公式如下： 为加权系数。 一般取与隶属度相对应的论域元素，即 的 取为 。这样上式可表示如下： 分析每次采样控制时要做的事（设在第i次采样时刻） ①精确量的模糊化 测量 ，计算 ，将他们转换成论域元素，查表得模糊集合 、 。 ～ 6.1.6.5 基本模糊控制器查询表 (1) 基本模糊控制器查询表 ③模糊判决 采用一种方法进行模糊判决，求得 ，计算实际控制量 。 ②模糊推理 计算每一个 和 ，根据 、 、 推理得 。 ～ －3 －2 －1 －1 0 2 3 3 －3 －2 －1 0 1 2 2 2 －3 －2 －1 0 1 2 3 1 －3 －2 －1 0 1 2 3 0 －3 －2 0 0 1 2 3 －1 －2 －1 －1 1 2 1 2 －2 －3 －1 0 1 2 1 3 －3 3 2 1 0 －1 －2 －3 EC E (2) 基本模糊控制器查询表的计算 借助于查询表，模糊控制器的一次控制动作简化为以下三个步骤： ① 将输入语言变量的值转换成模糊集合论域元素； ② 根据 、 在查询表中查找控制量论域元素； ③ 将控制量论域元素转换成精确的控制量。 ① 根据控制规则表计算各Ri和R。 ② 画出查询表的表头。 3 2 1 0 －1 －2 －3 3 2 1 0 －1 －2 －3 EC E (2) 基本模糊控制器查询表的计算 ③ 计算表中每一格论域元素。 例： 误差论域元素ne=2，误差变化率论域元素 ne=0，计算查询表中相应的论域元素。 将误差论域元素ne=2转换成模糊集合形式 PM={0.5 1 0.5 0 0 0 0} 将误差变化率论域元素ne=0转换成模糊集合形式 0={0 0 0.5 1 0.5 0 0} ④ 进行模糊推理。 ⑤ 用取中位法（或其他解模糊方法）进行解模糊。 nu=-1填入查询表中 用同样的方法计算出查询表每一格的控制量论域 元素，即构成了完整的基本模糊控制器查询表。 * 模糊控制器外部的输入输出量均为精确量，而在内部 参与运算时均以模糊集合的形式出现，故模糊控制器中要 将输入的精确量转变成模糊集合的形式。 根据模糊数学的知识，我们知道模糊集合的论域是以论域元素的形式表示的离散量。如X={-3，-2，-1，0，1，2，3}。 1、控制规则可以合并。如1和2。 2、一套完整的控制规则是由一组结构相同，语言值不同的 模糊条件语句构成。 下标E、EC、U分别表示误差、误差变化率和控制量的模糊集合。 判决结果与取中位法相同，应取与之最接近的论域元素。 由于在Ri、R和ui的计算过程中，用到大 量的矩阵运算，计算时间长，无法实现实时 控制（采样周期内不能完成运算） 考虑到基本模糊控制器中控制规则一旦 确定，控制过程中不再改变。规则不变→ Ri不变→R不变，故可事先离线计算出R，放 在计算机中。 由于误差和误差变化率的采样值转换成 模糊集合后，只可能是几个确定的模糊集合 之一，故考虑将所有误差模糊集合和误差变 化率模糊集合组合起来，分别与R进行推理 合成，计算出推理结论。 表的行数由误差变化