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閱讀：2發(fā)布時(shí)間：2025-7-14
在線插值的模糊控制算法設(shè)計(jì)
在Matlab中設(shè)計(jì)的模糊推理模塊，要得到在線程序的查詢表，只需在命令
窗口中依次鍵入如下命令:
aa=readfis（'fz'）
m=-6:l:6;
n=-6:l:6;
fbri=l:13
fbrj=l:13
q(ij)=evalfis([m(i);n(j)],aa); end
end
通過evalfisO函數(shù)循環(huán)輸岀的査詢表只有有限個(gè)離散檔，模糊量化取整致使 調(diào)節(jié)不精細(xì)，無法達(dá)到仿真的穩(wěn)態(tài)效果。Matlab的模糊控制工具箱之所以能把 穩(wěn)態(tài)控制的很細(xì)膩，其本質(zhì)是量化時(shí)對(duì)粗糙的控制表作了插值㈣。為了消除穩(wěn) 態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)振顫，在經(jīng)典的模糊控制算法中引入在線插值，既不會(huì)增加模糊 控制的復(fù)雜程度，又彌補(bǔ)了模糊控制穩(wěn)態(tài)性能的不足。
插值的方法很多，這里釆用矩形域內(nèi)的二元插值法。模糊量E和EC的論域 分別有13個(gè)離散檔，以此橫縱分割，把控制表分成144個(gè)小矩形區(qū)域，每個(gè)小 矩形的四個(gè)頂點(diǎn)值從控制表查詢得到。對(duì)論域內(nèi)的任意E和EC,均可落在一個(gè) 小矩形區(qū)域內(nèi)，以矩形的四個(gè)頂點(diǎn)值為基準(zhǔn)，進(jìn)行線性插值計(jì)算，即模糊控制 量U = f（E,EC）a對(duì)任一矩形區(qū)域，用E'、EC'表示輸入量E、EC取整后的值, 則矩形的四個(gè)頂點(diǎn)值為犬E應(yīng)）、川+L砌、胞心1）、術(shù)+心+1）。求取 U 的過程如下：但,矽）］+/但,杞）， f（E,EC' + i） =（E-E'lf（E, + l,EC, + i）-f（E,,EC' + ^+f（E,,EC,+i） ,
f（E, EC） = （EC - EC'lf（E, EC'+牛八E, EC'V+f（E, EC'） °
4.4.5模糊PID控制算法的設(shè)計(jì)
以上使用的在線插值的模糊控制算法，具有無超調(diào)和調(diào)節(jié)時(shí)間短的動(dòng)態(tài)效 果優(yōu)勢；在線插值修正了單一模糊控制穩(wěn)態(tài)效果差的不足，但仍然不能得到PID 的穩(wěn)態(tài)效果岡。模糊邏輯控制器動(dòng)態(tài)性能抗擾性和PID控制器穩(wěn)態(tài)精度高，取 兩者的優(yōu)點(diǎn)就構(gòu)成模糊PID控制器Ml。模糊PID控制器是一種在常規(guī)PID調(diào) 節(jié)器的基礎(chǔ)上，應(yīng)用模糊集合理論根據(jù)控制偏差、偏差值，在線自動(dòng)整定 比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)的模糊控制器的。其控制器不僅保持了常規(guī)PID 控制器的優(yōu)點(diǎn)，而且具有很強(qiáng)的魯棒性和適應(yīng)性。實(shí)現(xiàn)模糊PID控制的程序流 程如圖4-8所示：
圖4-8模糊PID控制程序流程
Fig.4-8 Program flow for Fuzzy-PID control
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