模煳控制及其Matlab应用石辛民课件集共137页文档139页PPT

模煳控制及其Matlab应用石辛民课件集

R1：若x1为模糊集mf1且x2为模糊集mf3，则y1=x1+x2；
R2：若x1为模糊集mf2，则y2=2x1； R3：若x2为模糊集mf4，则y3=3x2
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第4章典控制系统最大的差异在于它们的控制器不同，学习模糊控制理论的重点，就是学习模糊控制器的原理、结构和设计方法。
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5.1 Simulink仿真入门
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PID控制系统原理框图
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PID控制系统仿真模型图
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PID控制系统仿真模型封装图
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5.2 模糊推理系统的设计与仿真
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Sugeno型模糊推理系统编辑器的模糊逻辑算法与Mamdani型有所不同
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5.3 模糊控制系统的设计与仿真
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按图5-80所示，调入并摆好各个模块的位置
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液位模糊控制系统仿真模型图
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在Comparision屏幕上出现信号源输出的方波经过模糊控制系统前（黄色）后（红）的两条波形曲线，如图5-85所示
• 三类数学模型
• 第一类是确定性数学模型 • 确定性数学模型往往用于描述具有清晰的确定性、归属界线分明、相互间关系
明确的事物。对这类事物可以用精确的数学函数予以描述，典型的代表学科就是“数学分析”、“微分方程”、“矩阵分析”等常用的重要数学分支。
• 第二类是随机性数学模型 • 随机性数学模型常用于描述具有或然性或者随机性的事物，这类事物本身是确

第三章模糊控制模糊控制的MATLAB仿真优秀课件

>> r=2; % 键入半径
>> area=pi*r^2; % 计算面积
Hale Waihona Puke 三、变量和数值显示格式1、变量
(1)变量名称
MATLAB对使用变量名称的规定：
1. 变量名称的英文大小写是有区别的（apple, Apple, AppLe，三个变量不同）。
2. 变量的长度上限为 31 个字元。
3. 变量名的第一个字必须是一英文字，随后可以掺杂英文字、数字或是底线。变量中不能包含有标点符号。
>> r=2, area=pi*r^2
>> r=2; area=pi*r^2;
请注意上述二式的差异，前者有计算值显示，而后者则无。
另外一个符号注解是由%起头，也就是说在%之后的任何文字都被视为程式的注解。注解的功能是简要的说明程式的内容。任何可能产生混淆的地方都应该加注解，适量的注解可在以后想了解程式时能节省一些不必要的时间。例如：
❖ format只是影响结果的显示，不影响其计算与存储； MATLAB总是以双字长浮点数（双精度）来执行所有的运算。
MATLAB可以将计算结果以不同的精确度的数字格式显示，我们可以直接在指令视窗键入以下的各个数字显示格式的指令，以π值为例：
>> pi ans = 3.1416 >> format long >> pi ans = 3.14159265358979 >> format short e >> pi ans = 3.1416e+000
如果结果为整数，则显示没有小数；如果结果不是整数，则输出形式有：
四、简单的数学运算（例exp02_01.m）

MATLAB在自动控制中的应用第6章PPT课件

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第6章反馈控制系统分析与设计工具
图 6.2 系统数据导入界面
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第6章反馈控制系统分析与设计工具 6.1.3
打开LTI Viewer显示窗口后，可以直接在其图形窗口中对显示的曲线进行各种操作，这些操作通过右击菜单选项完成。方法是，用鼠标右键单击图形窗口，得到右击菜单，如图6.3（a）与（b）所示。该菜单的主要控制及选项包括：
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第6章反馈控制系统分析与设计工具
图6.1 LTI Viewer （a）打开空窗口；（b）打开窗口并导入系统模型
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第6章反馈控制系统分析与设计工具 2. 打开LTI Viewer的同时导入系统模型打开LTI Viewer时，导入例6.1的数学模型，并显示其单
位阶跃响应曲线。则在MATLAB >&g具
说明：① 缺省输入变量时，初始化并打开一个线性定常系统响应分析的LTI Viewer
② 在打开LTI Viewer的同时将sys1，sys2，…，sysN等 N个线性定常模型的响应曲线显示在图形窗口中，曲线形式由字符串′plottype′指定，包括′step′，′impulse′ ′initial′， ′lsim′，′pzmap′，′bode′， ′nyquist′，′nichols′等，该字符串还可以最多达6个，由这些曲线名称可以组成元胞向量，如{′step′； ′nyquist′}；如果没有指定曲线的形式（即不包含字符串
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s^2+14s+40.02
（6.1）
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第6章反馈控制系统分析与设计工具 6.1.1 LTI Viewer 打开LTI Viewer显示窗口的方式很多，这里主要介绍两种。
1. 打开一新的LTI Viewer 在MATLAB

第七章模糊控制(matlab)PPT课件

Surface Viewer模糊推理输入输出曲面视图：观测模糊推理输入输出曲面视图（曲面或曲线）
10.08模糊推理系统编辑器：
供了利用图形界面（GUI）对模糊系统的高层属性的编辑、修改功能，这些属性包括输入、输出语言变量的个数和去模糊方法等。用户在基本模糊编辑其中可以通过菜单选择激活其他几个图形界面编辑器，如Rule Editor，Membership Function Editor等。
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隶属度函数编辑器：
Membership Function Editor 在FIS Editor菜单中选择[View]、[Edit membership function…]，就可以激活隶属度函数编辑器。该编辑器提供了对输入输出语言变量的各语言值的隶属度函数类型、参数进行编辑与修改的图形界面工具。
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Rule Viewer 模糊规则观察器：
在上述三种编辑器中选择相应菜单，都可以激活模糊规则浏览器。它以图形行式描述了模糊推理系统的推理过程。
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模糊推理输入输出曲面视图：
Surface Viewer 在各个编辑器窗口选择相应菜单，即可打开模糊推理的输入输出曲面视图窗口。该窗口以图形的形式显示了模糊推理系统的输入输出特性曲面。
4) 在最左边的驼峰曲线上单击一次。将曲线名改为poor。可
以使用上面介绍的方法使用鼠标或者键入希望改变的参数并单
击隶属度函数来调节隶属度函数的形状。此曲线的缺省参数是
[1.5 0]。
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MATLAB及应用课件PPT

who 和 whos 的作用是列出在 MATLAB 工作内存中驻留的变量名
exist 命令用来查找或检查变量和函数的存在性
第1章 Matlab概述
上机练习（1）
（ 1）以两种方式打开 MATLAB 工作窗口，进入MATLAB 6.5 的工作环境，并尝试用不同的方式退出。
（ 2）尝试、熟悉 MATLAB 6.5 的各栏菜单以及各个工具栏的功能。（ 3）重新启动 MATLAB 6.5，进入 MATLAB 工作窗口，用 who 命令
x=(1:0.1:10); %给出自变量 x
的定义域
y=2*sin(1+x); %写出函数形
式
plot(x，y)
%绘出函数图形
y=2*sin(1+0.5) %求当 x=0.5
时的 y 值，其
后不加分号，
直接在窗口中
给出结果
y =1.9950
%输出 y 的计
算结果
第1章 Matlab概述
例 1-4 绘制函数 y=3x3-10x2+5x-8的图像
主程序包括了 MATLAB 语言、工作环境、句柄图形、数学函数库和应用程序接口五部分.
第1章 Matlab概述
1.2、Matlab的工作环境
1. MATLAB 的启动
桌面快捷方式启动开始菜单方式启动
2. MATLAB和退出
Matlab菜单命令/关闭按钮在Matlab命令窗口输入exit或quit

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第1章 Matlab概述
当然我们也可以采用分行输入的形式
>> A=[1,2,3

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7,8,9]

MATLAB讲义E(模糊控制)

第九章模糊控制及其应用
20世纪60年代,美国加利福尼亚大学的L.A.Zadeh(查德)首先提出了模糊逻辑的概念，由此开创了模糊数学及其应用的新纪元。模糊控制是模糊集合理论应用的一个重要方面，在工业控制中已经获得了许多成功案例，并开始成为一些主流控制系统提供的标准控制算法。
第一部分
模糊控制的基本原理
当论域X，Y，Z为有限时，模糊关系的合成可用模糊矩阵的合成来表示。设，
R (rij ) nm S (s jk ) ml T (tik ) nl
则
t ik (rij s jk )
j 1 m
9.3 模糊逻辑与近似推理 9.3.1 语言变量语言变量是自然语言中的词或句，它的取值不是通常的数，而是用模糊语言表示的模糊集合。 L.A.Zadab（查德）对语言变量的定义为：语言变量由一个5元组来表征 —— x，T( x)，U，G，M
台集合是普通集合
（2）α截集 A {x | A ( x) }
A {x | A ( x) }
[0,1]
[0,1]
A的强α截集
A的弱α截集
α截集也是普通集合，且
As A | 0
（3）正则模糊集合如果
max A ( x ) 1
x X
则称A为正则模糊集合。
则称C为A与B的代数和，记作
ˆ C A B
或表为
ˆ A B Aˆ B ( x) A ( x) B ( x) A ( x) B ( x)
（2）代数积
A B AB ( x) A ( x) B ( x)
（3）有界和
A B AB ( x) min ， A ( x) B ( x) 1

模糊控制Matlab操作课件

• 通过调整 a 值的大小，可以改变对误差和误差变化的不同加权程度。 • 当被控对象阶次较低时，应该对误差的加权值大于对误差变化的加权值； • 当被控对象阶次较高时，对误差变化的加权值要大于对误差的加权值。
• 下面举例来说明调整因子 a 对控制性能的影响。被控对象为二阶环节
控制规则（ a = 0.625 )
• Fuzzy 控制器的设计过程演示
规则可调整的Fuzzy控制器
• 在模糊控制系统中，模糊控制器的性能对系统的控制特性影响很大； • 模糊控制器的性能在很大程度上又取决于模糊控制规则的确定及其可调整性。
• 控制规则的解析描述
• 上式描述的控制规则，控制作用取决于误差及误差变化，且二者处于同等加权程度。为了适应不同被控对象的要求，引进一个调整因子 a , 则可得到一种带有调整因子的控制规则
• 优化控制规则的单位阶跃响应曲线如图中的曲线 ② 所示；
• 初始控制规则的响应曲线如图中的曲线 ① 所示。
•上述方法中给定的初始控制规则（或者说初始给定的加权因子）尽管比较粗糙，但是通过自寻优，还是可以找到一个比较理想的控制规则，从而获得令人满意的控制效果。
模糊系统建模则
• 根据上述思想，考虑两个调整因子口，a1及 a2: ，当误差较小时，控制规则由 a1 ，来调整；当误差较大时，控制规则由a2来调整。
控制规则（ a1=0.4 , a2 =0.6 )
控制规则（ a1=0.5 , a2=0.7 )
• 结论：带两个调整因子模糊控制器的控制规则调整效果比较好，其响应曲线比较理想，这表明带两个调整因子的控制规则具有一定的优越性。
（2）带有多个调整因子的控制规则
•加权因子取 a0=0.45, a1=0.55，a2=0.65, a3=0.75

智能控制讲义第六章Matlab在模糊控制中的应用

第6章Matlab在模糊控制中的应用Matlab（是“Matrix Laboratory”的缩写）是由美国Mathworks公司于1984年正式推出的一套高性能的科学计算软件。

针对模糊逻辑尤其是模糊控制的迅速推广应用，MathWork公司在其MATLAB版中添加了Fuzzy Logic工具箱。

该工具箱由长期从事模糊逻辑和模糊控制研究与开发工作的有关专家和技术人员编制。

MATLAB Fuzzy Logic 工具箱以其功能强大和方便易用的特点得到了用户的广泛欢迎。

模糊逻辑的创始人Zadeh教授称赞该工具箱“在各方面都给人以深刻的印象，使模糊逻辑成为智能系统的概念与设计的有效工具”。

在本章中，以Matlab6.5为开发环境，基于模糊控制工具箱（Fuzzy Logic Toolbox），通过一些简单直观的例子，对模糊控制系统进行分析、设计与研究，并通过对部分例子的详细说明，使读者能够初步掌握模糊逻辑工具箱的使用。

6.1 模糊逻辑工具箱函数一、模糊逻辑工具箱函数简介Matlab的模糊逻辑工具箱函数为模糊控制系统的分析与设计提供了许多工具箱函数，它们可按主题分为如下几大类：GUI（图形用户界面）工具、隶属度函数、FIS（模糊推理系统）数据结构管理、先进技术、Simulink仿真模块、模糊系统演示程序、其它函数。

以函数名称与对应的功能格式分别用表6-1～6-7表示。

表6-3 先进技术表6-5 Simulink仿真模块下面主要介绍GUI（图形用户界面）工具、隶属度函数、FIS数据结构管理这三类模糊逻辑工具箱的一些函数。

二、有关GUI（图形用户界面）的工具箱函数1. anfisedit功能：打开ANFIS编辑器的GUI。

格式：anfisedit(…a‟)anfisedit(a)anfisedit界面：anfisedit 函数打开ANFIS 编辑器的GUI 如图6-1所示。

说明：利用anfisedit 函数打开ANFIS 编辑器的GUI ，从中可装入数据集合并训练ANFIS 。

MATLAB在模糊控制系统设计和仿真的应用(1)

整模糊控制系统结构框图如图 6 所示若系统参数调整原则不同只需对 S 函数
参数自调整固定参数
进行修改封装的新模块可
以应用于不同的模糊系统对上述两种模糊控制
图 7 两种系统仿真曲线
1.1.1 隶属度函数的建立
e(nT)
E(nT)
r
d dt
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ke
EC(nT) kec
模糊控制
U(nT)
器
ku
y(nT) G(S)
图 1 模糊控制系统方框图
若取输入汽包实际水位与给定水位值误差为 E 误差变化 EC 和输出 U 的论域均为{-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6} 其模糊子集均为{NB NM NS ZO PS PM PB}
在控制曲面上检查其期望值是否在模糊控制输出结论空间的中心附近若超过 20% 则需重新调整规则隶属度函数或模糊运算对模糊控制器进行优化[3]
这样建立了一个 FIS 系统的文件取文件名为 a.fis 注意该模糊控制器的命名与 FIS 命名应一致若进行仿真时
U
E
EC
图 3 模糊控制器的输入输出曲线图
编写 M 文件的 S 函数进一步扩展了 SIMULINK 的功能将 MATLAB 和 SIMULINK 有机结合
起来大大改善了仿真效率实现了参数自调整的模糊控制系统的设计和高效仿真同时给出具
体实例
关键词 MATLAB 语言模糊控制参数自调整计算机仿真
文章编号 1004-731X (2003) 01-0132-03
在 MATLAB 命令窗中键入命令 FUZZY 进入模糊逻辑编辑窗口 FIS Editor 建立 E EC U 的隶属度函数有三角形 trimf 高斯形 gaussmf 梯形(trapmf)等十一种可供选择在此均选常用的三角形隶属度函数如图 2 所示这些

MATLAB基础控制ppt课件

[r p k]=residue ( num, den ) ↙
r=
0.5000 + 0.2023i
0.5000 - 0.2023i
p=
-2.5000 + 3.7081i
-2.5000 - 3.7081i
k = []
精选版课件ppt
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3. 3 模型转换函数
控制系统可由微分方程描述、传递函数描述和状态方程描述。其中微分方程描述是整个控制系统数学描述的基础，传递函数描述和状态方程描述都是在微分方程描述的基础上发展起来的。但由于形式不够简洁，处理和运算不够方便，一般在控制系统仿真和设计时已经很少直接用到微分方程描述了。但因为人们习惯使用的传递函数描述和状态方程描述分属于频率域和时间域，这样一来就存在一个模型间相互转换的问题。MATLAB提供了直接进行控制系统模型间相互转换的函数，可以完成传递函数描述与状态方程描述之间的相互转换，控制系统方框图与传递函数描述和状态方程描述之间的转换，以及状态方程描述
的最小实现等。
为便于这些函数的记忆，注意以下标记：
ss－状态空间模型;
tf－传递函数模型;
zp－零极点模型；
2 － to
精选版课件程的转换
在实际的控制系统仿真和设计中，系统的结构和参数基本上
是未知的。这时要想通过分析的方法建立系统的状态方程描述
是非常困难的，甚至是不可能的。一个可行的办法是，先用实
C=[1 0 0]; D=0; SYS = SS(A,B,C,D);
相当于系统：
x1 0 1 0 x1 0 x29800 2.8x2 0u x3 0 0 100x3 100
x1
y [1
0
0]
x

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