模糊控制系统的设计与实现研究

题 目：

模糊控制系统的设计与实现研究 2012年5月20日

毕业论文（设计）作者声明

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年 月 日

目 录

摘要 .............................................................................................................................. 1 引言 .............................................................................................................................. 1 1. 模糊控制 ............................................................................................................... 2

1.1模糊控制的诞生............................................................................................... 2 1.2模糊控制的发展............................................................................................... 3 1.3模糊控制的优势............................................................................................... 4

2. 模糊控制基本理论及应用 .............................................................................. 5

2.1模糊控制的基本结构....................................................................................... 5 2.2模糊数学的基础............................................................................................... 5 2.3模糊控制系统的稳定性分析........................................................................... 7 2.4模糊控制系统的应用....................................................................................... 7

3. 模糊控制器的设计 ............................................................................................ 8

3.1模糊控制器的输入输出变量........................................................................... 9 3.2建立模糊控制器的控制规则........................................................................... 9 3.3确立模糊化和精确化方法............................................................................. 10 3.4采样时间的选择............................................................................................. 10

4. 模糊控制系统的设计与应用 ........................................................................ 10

4.1模糊温度控制器的设计................................................................................. 11 4.2系统仿真......................................................................................................... 17 4.3总结................................................................................................................. 18

5. 结论 ...................................................................................................................... 18 参考文献 ................................................................................................................... 19 致谢 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

模糊控制系统的设计与实现

摘要：自然界与人类社会有关系的系统绝大部分是模糊系统，这类系统的数学模型不能由经典的物理定律和数学描述来建立。本文在模糊控制理论基础上设计模糊温控系统，利用专家经验建立模糊系统控制规则库，由规则库得到相应的控制决策，并分析系统隶属度函数，利用matlab与simulink结合进行仿真。仿真结果表明，该系统的各项性能指标良好，具有一定的自适应性。模糊控制算法不但简单实用，而且响应速度快，超调量小，控制效果良好。

关键词：模糊逻辑;隶属度函数;模糊控制;温度控制

Design and Application of Fuzzy Control System

Abstract: Most of the systems in natural world that related to human society are fuzzy systems,

which can not be described by classical physical laws and represented by classical mathematical models. Design fuzzy temperature control system based on the fuzzy control theory is introduced. Establish fuzzy system control rule library by expert experience to get the corresponding control decision-making, and analysis system membership functions. Finally, simulation in Matlab and simulink. It shows that the system of various performance indicators well. The fuzzy control algorithm not only has simple practical, but also has the high response speed, small overshoots, and the control effect is well.

Key Words: Fuzzy logic; Membership functions; Fuzzy Control; Temperature control

引言

自动控制理论发展至今已有将近一个世纪的历史，经历了经典和现代控制理论两个阶段发展。在传统的控制领域里，控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的最主要关键，系统动态的信息越详细，则越能达到精确控制的目的。随着社会及科技的发展，现代工程实践对系统的控制要求也在不断地提高，但对于复杂的系统，由于变量太多，往往难以正确的描述系统的动态，随着人类生产、生活对控制的精细需求，传统的控制理论已渐渐不能满足工艺要求[1-3]。虽然于是工程师利用各种方法来简化系统动态，以达成控制的目的，但却不尽理想。换言之，传统的控制理论对于明确系统有强而有力的控制能力，但对于过于复杂或难以精确描述的系统，则显得无能为力了，因此便尝试着以模糊数学来处理这些控制问题。在这种背景之下人们开始致力于20世纪70年代萌芽的智能控制理论

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