控制系统仿真课程设计报告徐彬

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1、......控制系统仿真课程设计（2009级）题目控制系统仿真课程设计学院自动化专业自动化班级自动化2班学号09061934学生姓名徐彬指导教师葛泉波/徐晓滨完成日期2012年6月学习好帮手......控制系统仿真课程设计本课程设计的目的着重于对智能模糊控制算法的设计、洗衣机模糊控制系统的设计以及模糊控制MATLAB仿真。通过本课程设计的实践，掌握智能自动控制系统工程设计的基本方法和工具。一设计内容传统的控制系统分析与设计大多依赖于被控对象的精确数学模型，如传递函数或状态方程。但许多实际系统和过

2、程都比较复杂，例如工业过程的被控对象具有非线性、时变、大延迟等特性，很难建立精确的数学模型和设计出合适的控制器。然而这些过程系统由熟练操作工来操作或控制却往往能达到较好的工作状态，其操作（控制）规则常常以模糊的形式体现在控制人员的经验中。模糊逻辑控制（FuzzyLogicControl），又称模糊控制（FuzzyControl），是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一类计算机控制策略，模糊控制是一种非线性控制。下图给出了一个模糊控制系统的基本结构，由图可知模糊控制器由模糊化、知识库

3、、模糊推理和清晰化（或称去模糊化）四个功能模块组成图1模糊控制系统要求设计一个洗衣机洗衣时间模糊控制算法。首先，光学传感器会射出一道穿过水的光线并计算有多少光线到达了另一端。水越脏，到达的光线越少。然后，光学传感器要辨别脏物是污泥还是油脂，污泥是很快能洗干净的。如果光的读数快速到达最小值的话，则脏物是污泥；如果下降较慢的话，则脏物是油脂；如果曲线斜率介于上述两斜率之间，则脏物是污泥油脂混合物。洗衣机还有一个负载传感器，它能感知衣物的重量。很明显，衣物量越大，所需的洗衣时间也就越长。学习好帮手..

4、....将以上的启发式规则用几条IF-THEN模糊规则进行概括，然后再根据这些模糊规则构造模糊系统，调节洗衣机的洗涤时间。以洗衣机洗涤时间为控制目的的模糊控制系统设计，其实质是一个开环决策过程。影响洗涤时间的因素很多，这里选取衣物的污泥和油脂为主要控制参量，即设计两输入单输出模糊控制器。控制器的输入为衣物的污泥和油脂，输出为洗涤时间。现将污泥分为三个模糊集：SD（污泥少），MD（污泥中），LD（污泥多），取值范围为[0，100]；将油脂分为三个模糊集：NG（无油脂），MG（油脂中），LG（油脂多

5、），取值范围为[0，100]；将洗涤时间分为五个模糊集：VS（很短），S（短），M（中等），L（长），VL（很长），取值范围为[0，60]。采用三角形隶属函数（trimf）对污泥、油脂、洗涤时间进行模糊化。洗衣机的模糊控制表见表1表1模糊控制规则洗涤时间z油脂yNGMGLG污泥xSDVS#MLMDSMLLDMLVL课程设计的具体内容：1.在MATLAB上建立针对洗衣机洗衣时间调节的模糊控制系统（要求给出具体设计过程以及过程中各个参数的设定值）。2.将学生学号和班级号的后两位作为衣物污泥量和油脂量

6、的输入量，计算输出洗衣时间。3.回答若干设计问题：(1)画出洗衣机模糊控制系统结构图；(2)结合(1)中画出的系统结果图，说明该洗衣机模糊控制系统是如何对两个输入精确量进行模糊化处理的；(3)在你设计的模糊控制系统中，是利用何种算法实现模糊输入到模糊输出的转换的。(4)在你设计的模糊控制系统中，是用何种算法实现模糊输出量的去模糊化的。二洗衣机模糊控制系统的设计及Matlab仿真过程1初始化学习好帮手......（1）首先设置input1“污泥质量”Range：[0100]Display：[010

7、0]打开上面页面后编辑input1的三个隶属度函数，并命名mf1=SDParams：[-50050]mf2=MDParams：[050100]mf3=LDParams：[50100150]（2）然后设置input2“油脂质量”Range：[0100]Display：[0100]编辑input2的三个隶属度函数并命名mf1=NGParams：[-50050]mf2=MGParams：[050100]mf3=LGParams：[50100150]（3）然后设置output“洗涤时间”Range：[0

8、60]min编辑output的五个隶属度函数，并命名mf1=VSParams：[01020]mf2=SParams：[01030]mf3=MParams：[102540]mf4=LParams：[254060]mf5=VLParams：[406080]Error!Nobookmarknamegiven.2构造系统输入和输出的隶属度函数污泥质量学习好帮手......油脂质量学习好帮手......学习好帮手......洗涤时间学习好帮手......3生成规则库（知识库）4根据输入设定值，计算并显示输