simulink模糊控制仿真程序

已知系统的传递函数为：1/(10s+1)*e(-0.5s)。假设系统给定为阶跃值r=30，系统初始值r0=0.试分别设计 (1)常规的PID控制器； (2)常规的模糊控制器；

(3)比较两种控制器的效果；

(4)当通过改变模糊控制器的比例因子时，系统响应有什么变化？

一．基于simulink的PID控制器的仿真及其调试：

调节后的Kp，Ki，Kd分别为：10 ，1， 0.05。 示波器观察到的波形为：

二．基于simulink的模糊控制器的仿真及其调试：

（1）启动matlab后，在主窗口中键入fuzzy回车，屏幕上就会显现出如下图所示的“FIS Editor”界面，即模糊推理系统编辑器。

（2）双击输入量或输出量模框中的任何一个，都会弹出隶属函数编辑器，简称MF编辑器。

（3）在FIS Editor界面顺序单击菜单Editor—Rules出现模糊规则编辑器。

本次设计采用双输入（偏差E和偏差变化量EC）单输出（U）模糊控制器，E的论域是[-6,6]，EC的论域是[-6,6]，U的论域是[-6,6]。它们的状态分别是负大（NB）、负中（NM）、负小（NS）、零（ZO）、正小（PS）、正中（PM）、正大（PB）。语言值的隶属函数选择三角形的隶

模糊自适应PID控制器及Simulink仿真

目 录

摘 要 ............................................... 1 ABSTRACT ............................................. 1

第一章 绪论 ..................................... 1

1.1 PID控制器的发展与应用 ................................ 1 1.2 PID控制器参数设置中存在的问题 ........................ 2 1.3模糊自适应PID控制器发展研究现状 ...................... 2 1.4 本文的主要工作........................................ 4

第二章 PID控制原理简介 .......................... 4

2.1引言 .................................................. 4 2.2 PID控制原理 ...........

智 能 控 制 实 验 报 告

模糊控制器的仿真

一．实验目的

1.了解模糊控制的原理

2.学习Matlab模糊逻辑工具箱的使用 3.使用工具箱进行模糊控制器的仿真 二．实验设备

1.计算机

2.Matlab软件

3.window 7操作系统 三．实验原理

模糊逻辑控制又称模糊控制，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。图1-1是模糊控制系统基本结构，由图可知模糊控制器由模糊化，知识库，模糊推理和清晰化（或去模糊化）四个功能模块组成。 针对模糊控制器每个输入，输出,各自定义一个语言变量。因为对控制输出的判断，往往不仅根据误差的变化，而且还根据误差的变化率来进行综合评判。所以在模糊控制器的设计中，通常取系统的误差值e和误差变化率ec为模糊控制器的两个输入，则在e的论域上定义语言变量“误差E” ，在ec的论域上定义语言变量“误差变化EC” ；在控制量u的论域上定义语言变量“控制量U” 。

通过检测获取被控制量的精确值，然后将此量与给定值比较得到误差信号e，对误差取微分得到误差变化率ec，再经过模糊化处理把分明集输入量转换为模糊集输入量，模糊输入变量根据预先设定的模糊规则，

【关键词】倒立摆 模糊控制 PID控制 模糊PID控制 MATLAB仿真

【英文关键词】Inverted pendulum Fuzzy control PID control Fuzzy PID control MATLAB Simulation

倒立摆论文：基于PID的二级倒立摆控制器的设计

【中文摘要】二级倒立摆系统是一个具有多变量、强耦合性、高度非线性的不稳定的系统，它可以反应出控制界当中的很多问题，例如：鲁棒性、可镇定性、跟踪性等。在控制领域当中，有很多的不稳定系统以及非线性系统，而倒立摆系统能够对这样的系统进行检验，所以倒立摆系统是控制领域当中学者研究的热点之一。倒立摆的控制方法也在军事、机器人等领域中得到了广泛性的应用。第一章简单介绍了倒立摆系统研究的历史与现状，并阐述了在不同时期所取得的成果。因为本文设计的是模糊PID控制器，所以在接下来的章节中我们首先要做的就是相关理论的准备工作。准备的内容包括：PID理论、模糊理论等相关知识的介绍。之后用拉格朗日函数方法建立一个二级倒立摆的数学模型，根据这个模型求出它的状态与输出两个方程，用现代控制理论对该系统的稳定性、可控制性、能观测性进行分析，同

Simulink动态仿真仿真

Simulink简介：Simulink是MATLAB的重要组成部分，提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观察仿真结果等功能。 1、

启动方法：单击图标或在窗口输入simulink

在启动Simulink模块库浏览器后再单击其工具栏中的New model命令按钮，会弹出名字为untitled的模型编辑窗口。

在MATLAB主菜单中，选择File菜单中New菜单项的Model命令，也可打开模型编辑窗口。利用模型编辑窗口，可以通过鼠标的拖放操作创建一个模型。 2、

Simulink的退出

为了退出Simulink，只要关闭所有模型编辑窗口和Simulink模块库浏览器窗口即可。 3、 4、 5、

Simulink的基本模块

掌握模块的编辑：添加，选取，复制删除。 掌握模块的连接

举例

： 建立系统仿真

x1=x2*t X2=x2*e(-0.5*t)

操作步骤

1) 在MATLAB主菜单中，选择File菜单中New菜单项的Model命令，打开一个模型编

辑窗口。

(2) 将所需模块添加到模型中。

(3) 设置模块参数并连接各个模块组成仿真模型。

设置模块参数后，用

Simulink是Simulation和link仿真链接。是一个附加组件，为用户提供了一个建模与仿真的工作平台，由于许多功能是基于MATLAB平台的。必须在MATLAB环境中运行，也把他称为一个MATLAB的工具箱。

以前MATLAB仿真编程是在文本窗口中进行的。输入函数是命令和MATLAB函数，在simulink 中与用户的交互接口是基于windows的模型化图形输入，用户可以通过单击拖动鼠标的方式绘制和组织系统，并完成对系统的仿真。因此对于我们来说只需知道这些功能模块的输入输出、功能以及图形界面的使用方法。就可以用鼠标和键盘进行仿真。 三种方法进入Simulink

1、在MATLAB菜单栏中单击FILE,在下拉菜单的NEW选项中单击MODEL.

2、在MATLAB工具栏中单击彩色图标，然后在打开的模型库浏览器窗口中单击‘新建文件‘

3、在MATLAB命令窗口中输入Simulink，然后在打开的模型库浏览器窗口中单击‘新建文件‘。 一、模块的提取

左键拖曳 右键add to

二、模块的移动放大和缩小

移动 ：左键拖曳 选中后用方向键 脱离线移动按住shift 然后拖曳 缩放 : 点击模块 四个角拖曳

三、复制粘贴和删除 和windows一

一、设计目的

1．掌握PID控制规律及控制器实现。

2．掌握用Simulink建立PID控制器及构建系统模型与仿真方法。 二、使用设备

计算机、MATLAB软件 三、设计原理

在模拟控制系统中，控制器中最常用的控制规律是PID控制。PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差。PID控制规律写成传递函数的形式为

E(s)1KiG(s)??Kp(1??Tds)?Kp??KdsU(s)Tiss 式中，KP为比例系数；Ki为积分系数；Kd为微分系数；

Ti?KpKi为积分时间常

Td?数；

KdKp为微分时间常数；简单来说，PID控制各校正环节的作用如下：

（1）比例环节：成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。

（2）积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti，Ti越大，积分作用越弱，反之则越强。

（3）微分环节：反映偏差信号的变化趋势（变化速率），并能在偏差信号变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。 四、上机过程

1、在MATLAB命令窗口中输入“Simulink”进入仿真界面。 2、构建PID控制

电子信息系统仿真与设计实验报告

课题名称：学 院：专 业：年级班级：姓 名：学 号：

自动增益控制系统的matlab仿真

机电与信息工程学院

通信工程 2012级1班 袁之策 201200800637

一、设计题目

基于simulink自动增益控制系统的matlab仿真 课程设计目的

1、培养熟练运用操作matlab中simulink的相应模块。

2、掌握matlab中初步运用simulink建立系统模型，分析相应参数。

二、设计内容和要求

2.1 设计内容

⒈用simulink中已给模块构建基础模型。

⒉调节gain模块 以及中频滤波器参数达到系统工作在正常自动增益放大模式。

2.2 实现功能

（1）通过显示中频放大器增益倍数G来检验系统是否正常运行。 （2）实时显示参数GA，A 来便于调控中频放大倍数等参数。 （3）自动增益放大。

三、基本设计原理

选中频放大器增益G受控于AGC反馈电压，中频输入信号为Acosωt，则中频放大器输出为GAcosωt，检波输出信号|GAcosωt|再经过很低的截止频率的低通滤波器后，得到解调信号中直流分量，正比于中频放大输出信号的振幅GA。直流分量经过函数F金酸输出中频增益G。函

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(

《运动控制系统》课程设计

学院：物联网工程学院

班级：—

姓名： ____________

学号：—

日期：_

成绩: ______________________

双闭环模糊控制系统的设计与仿真

（江南大学物联网工程学院，江苏省无锡邮编214122）

摘要：直流电机具有良好的起动、制动性能，因此其在电力拖动自动控制系统中应用广泛。众所周知，直流电机的闭环系统静特性要比开环系统的机械特写硬的多，而转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能好、应用最广泛的直流调速系统，但该系统依赖精确的数学模型，在增加解决环节的同时，系统模型趋于复杂，还可能会影响系统的可靠性。因此我们在总结了以前经验的同时，提出了双闭环模糊控制系统的的设计与仿真。

关键词：直流电机；双闭环系统；模糊控制

中图分类号：文献标识码：A

Double Closed Loop Fuzzy Control System Design and Simulation

Author name

(Jiangnan University, Wuxi 214122, China)

Abstract ：DC motor has good starting, braking performance, therefore in the