【正文】 模糊控制器對(duì)于大時(shí)滯系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度效果較差，控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)品質(zhì)也很差并且易出現(xiàn)振蕩。 MATLAB 應(yīng)用程序接口（ API） 北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 MATLAB 應(yīng)用程序接口（ API）是一個(gè)使用 MATLAB 語(yǔ)言能與 C、 Fortran等其他高級(jí)編程語(yǔ)言進(jìn)行交互的函數(shù)庫(kù)，該函數(shù)庫(kù)的函數(shù)通過(guò)調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（ DLL）實(shí)現(xiàn)與 MATLAB 文件的數(shù)據(jù)交換，其主要功能包括：在 MATLAB 中調(diào)用 C 和 Fortran 程序，以及在 MATLAB 與其他應(yīng)用程序間建立客戶 /服務(wù)關(guān)系 。兩者的結(jié)合對(duì)于大滯后系統(tǒng)的控制可以達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的作用，它比單個(gè)的模糊控制器和單個(gè)的 PID 調(diào)節(jié)器均有更好的控制性能。 Smith預(yù)估控制 （ 1） Smith 預(yù)估控制補(bǔ) 償原理 被 控對(duì)象的純滯后時(shí)間使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，如果滯后時(shí)間較長(zhǎng)，則會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定，為了改善系統(tǒng)性能，國(guó)內(nèi)外作過(guò)大量的研究工作，最常用的方法是純 滯后補(bǔ)償法，即 Smith 預(yù)估器。它對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定有很大的影響。 時(shí)滯對(duì)象的控制一種是人們研究的重要課題，為解決純滯后時(shí)間對(duì)控制系統(tǒng)性能帶來(lái)的不利影響，自 20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)每年都有大量的論文和文獻(xiàn)從各個(gè)方面對(duì)之進(jìn)行探討，提出了很多行之有效的方法?，F(xiàn)代控制論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的相互結(jié)合及相互滲透，可構(gòu)成模糊集成控制系統(tǒng)。權(quán)系數(shù)可根據(jù)設(shè)計(jì)要求和經(jīng)驗(yàn)來(lái)選取，為了方便，取隸屬度作為權(quán)系數(shù)，該方法的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： ??????niiniiizCzzCZ11)()(0 綜上所述，在上面提到的各種不同的解模糊判決方法中，如果考慮充分利用模糊推理結(jié)果中模糊集合提供的有用信息量，就會(huì)導(dǎo)致計(jì)算繁瑣，否則就會(huì)或多或少丟掉一些有用的信息。模糊控制規(guī)則語(yǔ)句構(gòu)成了描述眾多被控過(guò)程的模糊模型。如果需要描述得更準(zhǔn)確，還可以用 “正大 ”（ PB）、 “正中 ”（ PM)、 “正小 ”（ PS）、 “零 ”（ Z）、 “負(fù)大 ”（ NB）、 “復(fù)中 ”（ NM）、 “負(fù)小 ”（ NS）七個(gè)語(yǔ)言變量值來(lái)描述。日本已成功地將模糊控制技術(shù)應(yīng)用于家用電器中，它對(duì)這一高新技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)先于美國(guó)各歐洲 45 年。 北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第二章 模糊控制 模糊控制概況 在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域中，許多被控對(duì)象都不同程度存在著時(shí)滯現(xiàn)象，因此，時(shí)滯系統(tǒng)是一種在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在的。智能控制器具有分層信息處理和決策機(jī)構(gòu)。 1987 年，在美國(guó)費(fèi)城由 IEEE 控制系統(tǒng)學(xué)會(huì)與計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)聯(lián)合召開了智能控制國(guó)際會(huì)議。隨著人工智能和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，智能控制已經(jīng)有可能把自動(dòng)控制、人工智能、系統(tǒng)論（如系統(tǒng)工程、系統(tǒng)學(xué)及運(yùn)籌學(xué)）、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、計(jì)劃計(jì)算和計(jì)算機(jī)等多種學(xué)科結(jié)合起來(lái)，建立一種適用于復(fù)雜系統(tǒng)的控制理論和技術(shù)。 — 對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，并得出結(jié)論。模糊控制主要是模擬人的思維，推理和判斷的一種方法，因其 能很好的避免傳統(tǒng) Smith 預(yù)測(cè)控制的缺點(diǎn)，所以 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。 應(yīng)用環(huán)境：基于模糊 Smith 控制器的大時(shí)滯被控對(duì)象的 Simulink 仿真。 指導(dǎo)教師（簽字） 年 月 日 審題小組組長(zhǎng)（簽字） 年 月 日 北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 北京理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 課題名稱 基于 Simulink 的時(shí)滯系統(tǒng)模糊控制器的設(shè)計(jì) 系 名 信息工程系 專 業(yè) 自動(dòng)化 學(xué)生姓名 陳 瑩 指導(dǎo)教師 扈書亮 一、 課題來(lái)源及意義 在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域中，許多被控對(duì)象都不同程度存在著時(shí)滯現(xiàn)象，因此，時(shí)滯系統(tǒng)是一種 在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在的。了解智能控制的基本概念，模糊數(shù)學(xué)的基本內(nèi)容以及模糊控制器設(shè)計(jì)的基本方法，完成基于模糊 Smith 預(yù)估控制器的仿真設(shè)計(jì)。 本文針對(duì)具有時(shí)滯特性的控制對(duì)象，主要研究在工業(yè)過(guò)程中的得到大量應(yīng)用的 PID 控制、 Smith 預(yù)估控制和模糊控制在 多變量時(shí)滯系統(tǒng)中的應(yīng)用。這些標(biāo)志著智能控制的思想已經(jīng)萌芽。這種系統(tǒng)采用黑板等結(jié)構(gòu)，知識(shí)庫(kù)龐大，推理機(jī)制復(fù)雜。 20 世紀(jì) 80 年代初 首次將模糊控制應(yīng)用于一臺(tái)實(shí)際機(jī)器人的操作臂控制。但是傳統(tǒng)的模糊控制器對(duì)于大時(shí)滯系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度效果較差，控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)品質(zhì)也很差并且易出現(xiàn)振蕩。各種模糊產(chǎn)品充滿了日本、西歐和美國(guó)市場(chǎng)，模 糊技術(shù)幾乎變得無(wú)所不能，各國(guó)都爭(zhēng)先開發(fā)模糊新技術(shù)和新產(chǎn)品。一般可描述為： (21) （ 2）高斯型：是描述模糊子集一種比較合理的形式，這種函數(shù)的特點(diǎn)是連續(xù)且處處可導(dǎo)，適合自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)模糊控制隸屬函數(shù)的修正。常用的方法有以下 3 種。若要提高精度則必然增加量化級(jí)數(shù)，從而導(dǎo)致規(guī)則搜索范圍擴(kuò)大，降低決策速度，甚至不能實(shí)時(shí)控制； 四、如何保證模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性即如何解決模糊控制中關(guān)于穩(wěn)定性和魯棒性問(wèn)題。一般我們認(rèn)為 θ 是為大時(shí)滯系統(tǒng) 。 從式中可以看出只要被調(diào)量存在偏差，積分控制器的輸出就會(huì)隨時(shí)間不斷增北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 加，輸出累加。 )]2()1([)()1()1( ???????? ? kekeKkeKkeKku DIp IPI TTKK ? TTKK DPD ? 增量式 PID 與位置式 PID 相減得： 北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 )2()1()( )]2()1(2)([)]1()([)( ????? ????????? kCekBekAe kekekeKkekeKku DP 式 中TTKCTTKBTTTTKA DPDPDIP ?????? ),21(),1( 則： )()1()( kukuku ???? 采用增量式算法時(shí)，計(jì)算機(jī)輸出的控制量 ?u(k)對(duì)應(yīng)的是本次執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的 增量。但是傳統(tǒng)的 smith 預(yù)估控制系統(tǒng)中的控制器是一個(gè) PID 控制器，由于 PID 是基于被控對(duì)象精確模型而設(shè)計(jì)的，因此對(duì)于缺乏精確模型或參數(shù)時(shí)變的純滯后過(guò)程難以得到滿意的性能。它是一個(gè)集成化的工作空間，可以讓用戶輸入、輸出數(shù)據(jù)，并提供了 M 文件的集成編譯和調(diào)試環(huán)境。 圖 41 模糊控制器 工具箱上半部分窗口給出了模糊控制器的三大組成部分：輸入模糊變量、模糊控制規(guī)則庫(kù)、輸出模糊變量。 北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 參考文獻(xiàn) [1]陳衛(wèi)東 , 陳亞霖 .基于 SmithFuzzy 控制器的糧庫(kù)溫濕度測(cè)控算法 [J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) (自 然科學(xué)版 ),20xx,(01)29—31. [2]馮冬青等 .《一類非線性大滯后系統(tǒng)的智能前饋控制策略與算法》 [J].信息與控制 33 卷第 1 期 9—17. [3]陳可知 .《大滯后系統(tǒng)的控制算法研究》 [J].自動(dòng)控制技術(shù) ,20xx 年第 20 卷第 1 期 69. [4]王巍等《一種智能控制算法的應(yīng)用研究》 [J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào) 20xx 第 20 卷第 11 期81—84. [5]張曉明 ,蔣大真 ,盧宋林 . 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