基于matlab的模糊控制器的设计与仿真

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a=newfis('fuzzy'); f1=1;

%设置误差e与隶属度函数 a=addvar(a，'input'，'e'，[-6 6]);

a=addmf(a，'input'，1，'NB'，'trapmf'，[-6 -6 -5 -3]); a=addmf(a，'input'，1，'NS'，'trapmf'，[-5 -3 -2 0]); a=addmf(a，'input'，1，'ZR'，'trimf'，[-2 0 2]); a=addmf(a，'input'，1，'PS'，'trapmf'，[0 2 3 5]); a=addmf(a，'input'，1，'PB'，'trapmf'，[3 5 6 6]); f2=1;

%设置误差变化率ec与隶属度函数 a=addvar(a，'input'，'ec'，[-6 6]);

a=addmf(a，'input'，2，'NB'，'trapmf'，[-6 -6 -5 -3]); a=addmf(a，'input'，2，'NS'，'trapmf'，[-5 -3 -2 0]); a=addmf(a，'input'，2，'ZR'，'trimf'，[-2 0 2]); a=addmf(a，'input'，2，'PS'，'trapmf'，[0 2 3 5]); a=addmf(a，'input'，2，'PB'，'trapmf'，[3 5 6 6]); f3=1.5;

%设置控制量u与隶属度函数 a=addvar(a，'output'，'u'，[-3 3]);

a=addmf(a，'output'，1，'NB'，'trapmf'，[-3 -3 -2 -1]); a=addmf(a，'output'，1，'NS'，'trimf'，[-2 -1 0]); a=addmf(a，'output'，1，'ZR'，'trimf'，[-1 0 1]); a=addmf(a，'output'，1，'PS'，'trimf'，[0 1 2]); a=addmf(a，'output'，1，'PB'，'trapmf'，[1 2 3 3]); %建立控制规则表 rulelist=[1 1 5 1 1; 1 2 5 1 1; 1 3 4 1 1; 1 4 4 1 1; 1 5 3 1 1;

2 1 5 1 1; 2 2 4 1 1; 2 3 4 1 1; 2 4 3 1 1; 2 5 3 1 1;

3 1 4 1 1; 3 2 4 1 1; 3 3 3 1 1; 3 4 3 1 1; 3 5 2 1 1;

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4 1 4 1 1; 4 2 3 1 1; 4 3 3 1 1; 4 4 2 1 1; 4 5 2 1 1;

5 1 3 1 1; 5 2 3 1 1; 5 3 2 1 1; 5 4 2 1 1; 5 5 1 1 1;];

a=addrule(a，rulelist);

a1=setfis(a，'DefuzzMethod'，'mom');%设置去模糊化方法 writefis(a1，'fuzzf'); a2=readfis('fuzzf'); Ulist=zeros(7，7); for i=1:7 for j=1:7

e(i)=-4+i; ec(j)=-4+j;

Ulist(i，j)=evalfis([e(i)，ec(j)]，a2); end end

%绘制FIS系统图形 figure(1); plotfis(a2); figure(2);

plotmf(a，'input'，1); figure(3);

plotmf(a，'input'，2); figure(4);

plotmf(a，'output'，1);

以上程序可得内部原理图如图4（a）所示，输出U的隶属度函数如图4（b）所示，输入E的隶属度函数如图4（c）所示，输入EC的隶属度函数如图4（d）所示：

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图4（a） 内部原理图 图 4（b）输出U的隶属度函数

图4（c）输入E的隶属度函数 图4（d）输入EC的隶属度函数

由此，就得到了模糊控制器fuzzy

图 4 6.3.2 利用图形用户界面（GUI）建立模糊推理器（FIS）

在利用 Simulink图形化工具平台设计模糊控制系统模型并进行系统仿真之前 ，同样要先建立相应的模糊推理器 ，这可以通过图形用户界面(GUI)来建立。利用 GUI建立 FIS的过程如下： 1）进入FIS编辑器

在MATLAB的Command Window窗口下，输入fuzzy。此时弹出FIS编辑器，如图5所示：

图5 FIS编辑器

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首先，确定模糊控制器的类型和结构。这里选用二输入一输出的模糊控制器。在FIS编辑窗口，选中edit——add variable——input，即可增加一个输入。

2）编辑输入、输出变量的隶属度函数

在FIS编辑器窗口，双击输入模块，在弹出的隶属度函数编辑窗口分别对输入、输出函数进行编辑。输入e的隶属度函数如图6所示：

图6 输入e的隶属度函数

3）编辑模糊控制规则

在窗口中选中edit——rules，进入控制规则编辑器。根据表1所提供的模糊控制规则在编辑器中编写规则，如图7所示：

图7 模糊控制规则