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摘要

参数自寻优模糊控制器优化方法的研究

摘要

模糊控制是智能控制的一个重要分支，其实质是对人观察，思考，判断，决

策的思维过程的一种模拟。常规模糊控制器设计简单，易于实现，有着广泛的应

用。但因模糊控制器的设计在很大程度上依赖于设计者的实践经验，带有相当的

主观性。因此，对于一个特定的被控对象，需要借助某种手段对控制器进行优化

才能取得较为满意的设计效果。而改善模糊控制性能的最有效方法是优化模糊控

制器的控制规则和有关参数。本文提出了一种基于MATLAB的模糊控制器综合优化

方法。该方法首先利用MATLAB中的模糊系统工具箱结合MATLAB函数构建控制规则

可调整的模糊控制器，然后利用最优化工具箱优化模糊控制器的控制规则和参

数，从而提高模糊控制器的控制性能。最后利用仿真连接器建立系统仿真模型并

在单位阶跃输入信号作用下仿真分析系统动态性能和优化设计结果。仿真表明控

制规则及参数优化后系统阶跃响应特性基本上能达到快速小超调的设计目标。

关键词：模糊控制；优化；MATLAB；仿真

I

Abstract

RearchonOptimizationMethodofFuzzycontrollerbased

onParametersself-optimizing

Abstract

Fuzzycontrolisanimportantbranchoftheintelligentcontrol.The

essenceisasimulationtotheprocessofhumanthinkingofobservation,

thinking,judgementanddecision-making.Conventionalfuzzycontroller

iseasytodesignandimplement,andhasawiderangeofapplications.

Butthedesignoffuzzycontrollermostlyreliesonthedesigners’

practicalexperience,withconsiderablesubjectivity.Therefore,a

specificobject,needstobeoptimizedtoachieverelativelysatisfied

withthedesigneffect.Andthemosteffectivewayofimprovethe

performanceoffuzzycontrolisoptimizingfuzzycontrollercontrol

rulesandtherelevantparameters.Itispresentedinthispapera

comprehensiveoptimizationmethodofthefuzzycontroller.Themethod

basedonMATLABanddigitalsimulationanalysisincludesthreesteps:

firstlyitusesfuzzycontrolsystemtoolboxandMATLABfunctionto

constructafuzzycontrollerwithadjustablecontrolrules;secondly,

itoptimizesthecontrolrulesandparametersofthefuzzycontroller

bytheoptimumtoolbox;thirdly,withthesimulationlinker,itbuilds

ansmulationmodelofasecond-ordersystemwithdelayandanalyzesthe

dyn