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智能控制作業(yè).doc

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智能控制作業(yè).doc

1、已知某一爐溫控制系統(tǒng),要求溫度保持在600度恒定。針對(duì)該控制系統(tǒng)有以下控制經(jīng)驗(yàn):(1) 若爐溫低于600度,則升壓;低的越多升壓越高。(2) 若爐溫高于600度,則降壓;高的越多降壓越低。(3) 若爐溫等于600度,則保持電壓不變。設(shè)模糊控制器為一維控制器,輸入語(yǔ)言變量為誤差,輸出為控制電壓。輸入、輸出變量的量化等級(jí)為7級(jí),取5個(gè)模糊集。試設(shè)計(jì)隸屬度函數(shù)誤差變化劃分表、控制電壓變化劃分表和模糊控制規(guī)則表。解:1)確定變量定義理想溫度為600,實(shí)際溫度為T,則溫度誤差為E=600-T。將溫度誤差E作為輸入變量2)輸入量和輸出量的模糊化將偏差E分為5個(gè)模糊集:NB、NS、ZO、PS、PB,分別為負(fù)小、負(fù)大、零、正小、正大。將偏差E的變化分為7個(gè)等級(jí):-3 -2 -1 0 1 2 3,從而得到溫度模糊表如表1所示。表1 溫度變化E劃分表隸屬度變化等級(jí)-3-2-10123模糊集PB000000.51PS000010.50ZO000.510.500NS00.510000NB10.500000控制電壓u也分為5個(gè)模糊集:NB、NS、ZO、PS、PB,分別為負(fù)小、負(fù)大、零、正小、正大。將電壓u的變化分為7個(gè)等級(jí):-3 -2 -1 0 1 2 3,從而得到電壓變化模糊表如表2所示。 表2 電壓變化u劃分表隸屬度變化等級(jí)-3-2-10123模糊集PB000000.51PS000010.50ZO000.510.500NS00.510000NB10.500000表3 模糊控制規(guī)則表EPBPSZONSNBuPBPSZONSNB 2、利用MATLAB,為下列兩個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)模糊控制器使其穩(wěn)態(tài)誤差為零,超調(diào)量不大于1%,輸出上升時(shí)間0.3s。假定被控對(duì)象的傳遞函數(shù)分別為: 解:在matlab窗口命令中鍵入fuzzy,得到如下鍵面:設(shè)e的論域范圍為-1 1,de的論域范圍為-0.1 0.1,u的論域范圍為0 2。將e分為8個(gè)模糊集,分別為NB ,NM, NS, NZ, PZ, PS, PM, PB; de分為7個(gè)模糊集,分別為NB ,NM ,NS, Z ,PS ,PM ,PB; u分為7個(gè)模糊集,分別為NB ,NM ,NS, Z ,PS ,PM ,PB;MATLAB中的設(shè)置界面如下:模糊規(guī)則的確定:模糊控制器的輸出量在simulink中調(diào)用模糊控制器,觀察輸出結(jié)果運(yùn)行結(jié)果為Scope Scope1 Scope2 3、利用去模糊化策略,分別求出模糊集A的值。模糊集A的定義為:解:(1)面積重心法(2)面積等分法(3) 最大隸屬度平均法(4) 最大隸屬度取最小法(5) 最大隸屬度取最大法4、設(shè)論域x=a1,a2,a3,y=b1,b2,b3,z=c1,c2已知 , 試確定“If A AND B then C”所決定的模糊關(guān)系R,以及輸入為時(shí)的輸出C1。解: 5 利用兩層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)-,區(qū)間上正弦函數(shù)逼近,隱層函數(shù)取S型傳輸函數(shù),輸出層的激活函數(shù)取線性傳輸函數(shù)。(采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱提供的函數(shù)完成)解:根據(jù)條件在MATLAB環(huán)境下,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱提供的函數(shù)完成正弦函數(shù)逼近如下:程序代碼如下:仿真結(jié)果如下:圖1為原函數(shù)與網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練前后仿真結(jié)果的比較(圖中紅色曲線代表訓(xùn)練前的網(wǎng)絡(luò),綠色代表訓(xùn)練后的網(wǎng)絡(luò),藍(lán)色代表原函數(shù)) 圖1 原函數(shù)與網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練前后的仿真結(jié)果圖2為誤差曲線圖2 誤差曲線

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