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模拟【控制专区】器的设计实例——洗衣机的模糊【控制专区】 模拟【控制专区】器的设计实例——洗衣机的模糊【控制专区】 PAGEcheng 模拟【控制专区】器的设计实例——洗衣机的模糊【控制专区】 模拟控制器的设计实例——洗衣机的模糊控制 传统的洗衣机都是人们用肉眼观看后，根据人的经验来调整洗衣时间和用水量，而模糊控制就是以人对被控对象的控制经验为依据而设计的控制器，这样就能实现控制器模拟人的思维方式来控制洗衣机。以模糊洗衣机的设计为例其控制是一个开环的决策过程，模糊控制按以下步骤进行。 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，输出为洗涤时间。 2.定义输入、输出模糊集 将污泥分为3个模糊集：SD(污泥少)，MD（污泥中），LD（污泥多）；取值范围为[0,100]。 3.定义隶属函数 选用如下隶属函数 采用三角形隶属函数可实现污泥的模糊化。 Matlab实现污泥隶属度函数的设计，其仿真程序为 Close all; N=2; x=0::100; for i=1:N+1 f(i)=100/N*(i-1); end u=trimf(x,[f(1),f(1),f(2)]); figure（1）； plot(x,u); for j=2:N u=trimf(x,[f(j-1),f(j),f(j+1)]); hold on; plot(x,u); end u=trimf(x,[f(N),f(N+1),f(N+1)]); hold on; plot(x,u); xlabel(‘x’); ylabel(‘Degree of membership’); 污泥程序仿真结果： 将油脂分为三个模糊集:NG（无油脂）MG（油脂中）LG(油脂多)，取值范围为[0，100] 选用如下隶属度函数 采用三角形隶属函数实现油脂的模糊化。 Matlab实现油脂隶属度函数的设计，其仿真程序为0002. Close all; N=2; x=0::100; for i=1:N+1 f(i)=100/N*(i-1); end u=trimf(y,[f(1),f(1),f(2)]); figure（1）； plot(y,u); for j=2:N u=trimf(y,[f(j-1),f(j),f(j+1)]); hold on; plot(y,u); end u=trimf(y,[f(N),f(N+1),f(N+1)]); hold on; plot(y,u); xlabel(‘y’); ylabel(‘Degree of membership’); 油脂程序仿真结果： 将洗涤时间分为五个模糊集：VS(很短)S（短）M（中等）L(很长)取值范围为[0,60] 选用如下隶属函数 采用三角形隶属函数实现洗涤时间的模糊化,其Matlab仿真程序如下： Close all; Z=0::60; U=trimf(z,[0,0,10]); Figure(1); Plot(z,u); U=trimf(z,[0, 10,25]); hold on; plot(z,u); U=trimf(z,[ 10,25,40]); hold on; plot(z,u); U=trimf(z,[ 25,40,60]); hold on; plot(z,u); U=trimf(z,[ 40,60,60]); hold on; plot(z,u); xlabel(‘z’) ylabel(“Degree of membership”); 洗涤时间仿真程序结果： 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，洗涤时将越短”。 5.建立模糊控制表 根据模糊规则设计标准，建立模糊规则表 模糊洗衣机的洗涤规则 洗 涤 时 间 z 污 泥 x NG MG LG 油 脂 y SD VS* M L MD S M L LD M L VL 第 * 条规则为：“IF衣物污泥少且没有油脂THEN洗涤时间很短”。 模糊推理：分以下几步进行 （1）规则匹配： 假定当前传感器测得的信息 （污泥）=60，（油脂）=70，分别代入所属的隶属函数中，求隶属度为 ， ， 通过上述4种隶属度，可得到4条匹配的模糊规则 模糊推理结果 洗 涤 时 间 z 污 泥 x NG MG(3/5) LG(2/5) 油 脂 y SD 0 0 0 MD(4/5) 0 LG(1/5) 0 （2）规则触发 由表3-2可知，被触发的规则有4条，即 Rule 1：IF y is MD and x is MG THEN z is M Rule 2：IF y is MD and x is LG