用matlap仿真模糊控制系统.docx

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1、模糊控制作业班级：自动化班姓名：王利民学号：1基于MATLAB的智能变频空调模糊控制器设计与仿真变频空调控制系统能够根据环境热负荷的变化来控制压缩机的转速，从而控制空调器的制冷量（制热量）。当室内需要急速降温或急速升温、室内空调负荷加大时压缩机转速在微处理器的控制下加快，制冷量(或制热量)按比例增加;当室内负荷减小时，压缩机转速则按比例减小，因此，随着季节和昼夜的变化，空调器的变速运转既可以节能又可保证房间内舒适。变频空调器控制系统改善了普通空调控制系统的不足，具有很多优点：如压缩机采用了比单相电机

2、效率更高的三相电机，在电机的控制上采用了变频调速技术，在室内温度的调节上则引入了自动控制理论，采用了智能模糊控制的控制策略，使得在大部分运转时间电机的运转速度能和室内的负荷相协调，避免了压缩机的断续运转，与普通空调相比有效地延长了压缩机的使用寿命；压缩机从低频启动，启动电流小，对电网无冲击，对其它电器无干扰等；启动后，压缩机能够高速运转，快速接近设定温度；当室内温度趋向设定温度时，压缩机低速运转，减少开停次数，降低室温波动，提高舒适度等。因此，变频空调的出现是空调器发展的一次变革，有广阔的发展前景，

3、是空调的一个重要发展方向。1.基于MATLAB的变频空调模糊控制器设计过程MATLAB是美国的MATHWORKS公司于1982年推出的一套高性能的数值计算软件，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便的、界面友好的用户环境。在这个环境下，对所要求的问题，用户只需简单的列出数学表达式，其结果便以数值或图形方式显示出来，并且在它的界面下可以编写程序、运行程序并跟踪调试程序。MATLAB环境下的“模糊推理系统工具箱”(FuzzyInferenceSystemToolboxForMa

4、tlab)，该工具箱集成度高，内容丰富，基本包括了模糊集合理论的各个方面，其功能强大和方便易用的特点得到了用户的广泛欢迎，现已经成为模糊控制系统设计的首选工具[5]。MATLAB提供的simulink是一个用来对动态系统建模、仿真和分析的软件包。它支持连续、离散及两者混合的线形和非线形系统。Simulink包括多个子模型库，每个子模型库中又包含多个功能模块。利用这些模块可以较容易的建立系统模型，然后直接进行仿真，并可由模拟示波器将仿真结果予以显示。在MATLAB下设计模糊控制器、建立系统模型的过程如

5、下所述。1.1变频空调模糊控制结构变频空调器采用模糊控制技术输入作模糊技术处理后，可实现对多变量的动态控制，其控制关系如图1-1所示。室内温差d/dt室内热交换器管壁温度d/dt室外换热交换器壁温度d/dt单片机制冷制热除湿化霜风量风向图1-1变频空调器的模糊控制关系它包括三个输入量：室内温差及其随时间的变化率，室内热交换器温度及其随时间的变化率，室外热交换器温度及其随时间的变化率。输出包括对空调器和制冷制热除湿化霜风向风量等功能实行智能化控制。我们这里通过模糊控制研究的空调控制系统实际上包括两个输

6、入量：温度偏差，温差变化率，一个输出量：压缩机运转频率增量。设计的双输入单输出模糊控制器如图1-2所示。图1-2双输入单输出模糊控制器模糊输入接口主要功能是根据本次采样得到的系统输出值，计算所选择的系统输入变量，并对输入变量的精确值变为模糊量，即将在被控系统的温度差及温度差的变化率的精确值转化为模糊量，以便进行模糊化推理和决策。模糊决策机构的主要功能是根据输入变量的模糊量和模糊推理规则表推出控制决策。模糊输出接口的主要功能是把经模糊推理决策后所得的模糊控制量转化为精确量，去控制压缩机的转速。1.2模

7、糊控制器的设计1.精确量的模糊化(1)温度偏差的模糊化：温度偏差是指设定温度减去实测被控对象的温度值的差，语言变量表示为。将的模糊子集相应的语言值设定为{负大(NB)、负中(NM)、负小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)}。设的论域为：其隶属度函数取高斯型[16]，一般可表述为：(3-1)隶属函数表示如图1-4所示。(2)温差变化率的模糊化：温差变化率为，语言变量表示为。将模糊子集相应的语言值也设定为{负大(NB)、负中(NM)、负小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正

8、中(PM)、正大(PB)}。设的论域为：其隶属度函数取高斯型，隶属函数表示如图1-5所示。(3)压缩机运转频率增量的模糊化：取语言变量表示为，将的模糊子集相应的语言值设定为{负很大(NL)、负大(NB)、负中(NM)、负小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)、正很大(PL)}。论域为：其隶属度函数取高斯型，隶属函数表示如图1-6所示。图1-4温度偏差的模糊化图1-5温差变化率的模糊化图1-6压缩机运转频率变化率的模糊化2模糊控制规则的确定模糊