模糊控制课程设计

图2-5输出u的分区

第3步。用表1所示的3*3规则表的格式建立9条规则（即使我们可能不需要这么多）。本系统中为使倒立摆系统稳定，将用到?和d?dt。表中的输出即为控制作用u(t)。 X1 x2 P Z N P PB P Z Z P Z N N Z N NB 表1模糊控制规则表

第4步。我们可用表1中规则导出该控制问题的模型。并用图解法来推导模糊运算。假设初始条件为

x1?0??1 和 x2?0???4rads

?然后，我们在上例中取离散步长0?k?3，并用矩阵差分方程式导出模型的四部循环式。模型的每步循环式都会引出两个输入变量的隶属度函数，规则表产生控制作用u(k)的隶属度函数。我们将用重心法对控制作用的隶属度函数进行精确化，用递归差分方程解得新的

x1和x2值为开始，并作为下一步递归差分方程式的输入条件。

分别为x1和x2的初始条件。从模糊规则表（表1）有 If(x1=P)and(x2=Z),then(u=P) If(x1=P)and(x2=N),then(u=Z) If(x1=Z)and(x2=Z),then(u=Z) If(x1=Z)and(x2=N),then(u=N)

表示了控制变量u的截尾模糊结果的并。利用重心法精确化计算后的控制值为u=-2。

在已知u=-2控制下，系统的状态变为

x1?1??x1?0??x2?0???3 x2?1??x1?0??x2?0??u?0???1

依次类推，可以计算出下一步的控制输出u(1)。模糊控制器能够满足倒立摆的运动控制。

三、模糊控制器的建立

3.1在MTALAB中的fuzzy 控制器的建立与封装

在命令窗口中输入：fuzzy然后回车可得出如下图所示：

图3-1 模糊控制器设置界面

然后对其各个变量进行设置其步骤如下图3-2：

对输入变量X1进行设置如下图3-3所示：

变量X2的设置如下图3-4所示：

输出量的设置图3-5所示：

模糊规则控制表的设置如下图3-6所示：