模糊控制设计及仿真实例智能控制作业

1.一个三阶系统

b0s?b1s?b2s?a1s?a2s?a3322 ，其中a,b的值由自己设定，该系统具有非

线性环节，如下图所示：

依据上述条件设计一个模糊控制器： ①用MATLAB仿真，得出仿真结果， ②并通过改变a、b值对仿真结果的影响；

③改变隶属度函数，从仿真结果图分析隶属度函数，模糊化对系统的影响； 解：①

（1）取b0=0,b1=0,b2=1.5,a1=4,a2=2,a3=0,在SIMULINK里建模如下图所示

（2）用GUI建立FIS

E和EC分别为系统输出误差和误差的变化量，U为控制输出，编辑其隶属度函数如下

1

2

编辑模糊推理规则如下

3

(3)仿真结果如下

4

2自己选定一个对象，设计一个神经网络控制系统。

解：被控对象为y(k)=0.3y(k-1)+0.2y(k-2)+0.1u(k-1)+0.6u(k-2),采用单神经元PID控制，控制结构如下图所示：

采用有监督的Hebb学习规则，控制算法及学习算法如下：

3u(k)?u(k?1)?K?wi?(k)xi(k)i?13wi?(k)?wi(k)/?wi(k)i?1w1(k)?w1(k?1)??Iz(k)u(k)x1(k)w2(k)?w2(k?1)??Pz(k)u(k)x2(k)w3(k)?w3(k?1)??Dz(k)u(k)x3(k)式中，

2x1(k)?e(k);x2(k)?e(k)?e(k?1);x3(k)??e(k)?e(k)?2e(k?1)?e(k?2);

?I﹑?P﹑?D分别为积分﹑比例﹑微分的学习速率，K为神经元比例系数，K>0。输入信号为方波：

rin?k??0.5sgn(sin(4?t))

仿真程序如下：

clear all; close all;

x=[0,0,0]';

xiteP=0.40; xiteI=0.35; xiteD=0.40;

wkp_1=0.10;

5

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