【導讀】性、大慣性、大滯后和時變性的特點。這類電阻爐對象特性的數(shù)學模型及參數(shù)不易。精確確定，應用現(xiàn)代控制理論往往達不到滿意的控制效果。針對這種情況則運用模。自動調(diào)節(jié)，使爐溫達到給定值。為了提高系統(tǒng)的自適應能力和抗干擾能力，本文通過對SK電阻爐的特性分析，出一種自整定模糊控制算法。詳細闡述了模糊控制算法、模糊控制原理以及模糊控。制器結構原理和設計方法。最后，利用Matlab仿真軟件，在MATLAB中的模糊邏輯工。具箱和Simulink基礎上，對模糊控制進行仿真實驗。實驗結果表明，該控制具有魯。棒性強、動靜態(tài)性能好和適應能力強等優(yōu)點。

　　

【正文】 窗口的 “ Veiw→ Rules”和“ View→ Surface”菜單命令，可得到該模糊推理系統(tǒng)的模糊規(guī)則（如圖 ） 和系統(tǒng)的輸入輸出特性曲面（如圖 ）。 圖 23 圖 （ 7）構建完成以上模糊推理系統(tǒng)的工作，利用編輯器的“ File→ Export to Workspace”，將當前的模糊推理系統(tǒng)以名字 FLC（系統(tǒng)自動將其擴展名設為 .fis）保存到 MATLAB 工作空間 模糊推理矩陣中。 建立 Simulink仿真編輯環(huán)境 在 MATLAB 命令窗口（圖 ）鍵入 Simulink 或點擊工具欄上的 Similink 圖標，可以打開 Simulink 模塊庫，如圖 所示 . 24 圖 圖 25 在 Simulink 模塊 庫環(huán)境里通過選擇菜單 File→ New→ Model，或者直接點擊工具欄上的 相應 圖標可以創(chuàng)建一個新 的模型。 如圖 。 圖 建立仿真系統(tǒng) 以下示建立該系統(tǒng)模糊邏輯所用的模塊庫 Simulink， Simulink Extras 和 Fuzzy Logic Toolbox，圖 所示 26 圖 27 將所需要的模塊拖到仿真模型編輯主窗口中，連接端口，形成如圖 所示的系統(tǒng)仿真連接圖。 圖 在本系統(tǒng)中， 模糊控制器的兩個輸入上限幅均為 6，下限幅均為 6；控制信號)(1tu 的上限幅為 5V，下限幅為 0V。 在這里著重說明一下如何將模糊推理系統(tǒng)與 Simulink 相連接。 雙擊系統(tǒng)連接圖中的 Fuzzy Logic Controller 名稱，將其改為 新 的名稱， FLC。將模糊推理系統(tǒng)仿真界面中建立的模糊系統(tǒng) FLC 打開。操作步驟 如下：在 MATLAB命令窗口中輸入 fuzzy→ Enter，出現(xiàn) FIS Edit 編輯畫面，單擊 File→ Import→ From Disk，打開之前建立 的系統(tǒng)模糊推 理系統(tǒng) ；接著單擊 File→ Export→ To Workspace，打開如圖 。 28 圖 在 Workspace variable欄內(nèi)填入 FLC，單擊 OK 按鈕。這樣就將模糊推理系統(tǒng)FIS所構建的參數(shù)傳遞給模糊推理系統(tǒng)仿真編輯圖形化窗口中名稱為 FLC的 Fuzzy Logic Controller?，F(xiàn)在就可以進行系統(tǒng)的仿真。 系統(tǒng)的仿真及分析 首先按照上面初選的一組的參數(shù) eK =， cK =， uK =， iK = 進行仿真，當系統(tǒng)輸入為階越信號 )(tr =400℃時，其系統(tǒng)響應如圖 ，系統(tǒng)無靜差，最大超調(diào) 15℃。 圖 再將系數(shù) eK 變?yōu)?，其他參數(shù)不變，再次仿真，其系統(tǒng)響應如圖 所示。系統(tǒng)超調(diào)明顯見效，最大超調(diào)量為 2℃。 圖 29 在系統(tǒng)參數(shù)保持不變的的情況下， eK =， cK =， uK =， iK =， 改變被控對象的模型，再次仿真。參看圖 系統(tǒng)階躍響應曲線。 曲線 1 對應被控對象數(shù)學模型為 1100125)( ?? ssG 曲線 2對應的被控對象數(shù)學模型為 175125)( ?? ssG 曲線 3 對應的被控對象數(shù)學模型為 ?)(sG 1301057 1252 ?? ss 可見系統(tǒng)的性能指標達到了設計要求，且魯棒性好。 30 結 論 本論文 內(nèi)容是電阻爐 溫 度 模糊控制系統(tǒng)的研究。通過將模糊控制 基于電阻爐 的溫度控制 的仿真實驗 ，取得了滿意的控制效果。 研究 電阻 爐溫度控制系統(tǒng)這一復雜、非線性系統(tǒng)的模糊自適應控制，設計了控制器，并進行了模糊自適應控制 的 仿真實驗研究。 課題設計系統(tǒng)具有以下 特點 ： （ 1） 本系統(tǒng) 電阻爐 設計額定 功率 為 180KW， 溫度控制范圍為 0~500℃，控制精度4℃，顯示精度為 1℃。 （ 2） 控 制算法中使用了 模糊 控制方式， 從而能夠很好的控制大延遲系統(tǒng)， 使得控制系統(tǒng)的自適應性，魯棒性更優(yōu)。 模糊控制針對復雜的，非線性 的， 時變的 ， 多變量的系統(tǒng)是一種很好的控制方法。它能夠很大程度的抑制系統(tǒng)的干擾，適應被控系統(tǒng)的參數(shù)擾動。 （ 3） 通過 了 MATLAB 中的 Simulink 和 Fuzzy 工具箱的使用，完成了模糊自適應控制系統(tǒng)的動態(tài)仿真 研究 。模糊自適應控制器 有： 階躍響應曲線上升快，調(diào)節(jié)精度提高，過渡過程時間短，超調(diào)量小 等優(yōu)點，這些都是傳統(tǒng)的 PID 控制難以精確完成的 。 提高控制系統(tǒng)的智能化，最優(yōu)化是今后 模糊 控制的目標， 這樣可以進一步提高系統(tǒng)的控制效果，更加完善 模糊 控制器。 31 模糊控制應用的前景及展望 作為人工智能的一種新研究領域，模糊控制吸收借鑒了傳統(tǒng)設計方法和其他新技術的精華，在諸多領域取得了長足的進展．在新型的電力電子和自動控制系統(tǒng)中，有些專家在線性功放的加設條件下，把模糊控制應用于為基礎的伺服電機控制中，在把模糊控制系統(tǒng)與 PID 及模型參考自適應控制（ MRAC）進行比較后證明了模糊控制方法的優(yōu)越性．另有專家開發(fā)了應用于矢量控制感應電機傳動系統(tǒng)的模糊自適應控制器 模糊控制作為一項正在發(fā)展的新技 術，目前在大多數(shù)專家還把主要精力放在應用系統(tǒng)研究上，并取得了相當?shù)某晒?，但在理論研究和系統(tǒng)分析上還是相對落后的，以至于一些學者質(zhì)疑其理論依據(jù)和有效性．鑒于此可以明確得知：模糊控制理論和實踐的結合仍有待于進一步探索．其發(fā)展前景是十分誘人的，而且在近年來，其理論研究也取得了顯著進展．在近四十年的發(fā)展進程中，模糊控制也有一些局限性：１）控制精度低，性能不高，穩(wěn)定性較差；２）理論體系不完整；３）自適應能力低．對于這些弱點，模糊控制與一些其他新技術，比如神經(jīng)網(wǎng)絡（ＮＮ），遺傳算法相結合，向更高層次的應用發(fā)展拓展了巨大 的空間． 32 參 考 文 獻 [1] 林浩 ． 模糊 PID控制仿真研究 [D]． 貴州：貴州大學碩士學位論文， 2020. [2] 諸靜 ． 模糊控制原理與應用 [M]． 北京：機械工業(yè)出版社 , . [3] 王樹青等 ． 先進控制技術及應用 [J].北京化學工業(yè)出 2020(7): 130164. [4] 徐蔚鴻 ． 模糊控制系統(tǒng)中模糊推理研究 [D]． 南京： 南京理工大學博士學位論文， 2020. [5] 吳守憲 ． 模糊控制器的應用 [J]． 西南民族學院學報 ,自然科學版 ,1994(1)： 25. [6] 楊明欣 ． 溫度測量處理變送器設計 [J]． 電子設計應用 ,2020(3): 3133. [7] 何立民 ． MCS51系列單片機應用系統(tǒng)設計 [J]． 北京 :航空航天大學出版社 ,2020(2):42. [8] 張雪君 ． 單片機溫度模糊控制系統(tǒng) [J]． 電力系統(tǒng)及其自動化學報 ， 1999(1)： 23. [9] 陳新華 ． MATLAB 軟件在 電阻爐 水位模糊控制系統(tǒng)中的應用 [J]． 煤礦自動化，2020(1)： 23. [10]李朝陽 ． 基于模糊控制溫控系統(tǒng)的研究 [D]． 新疆 ： 新疆大學碩士學位論文 ，2020. [11]姜培剛 ． 模糊技術 在爐溫控制中的應用 [J]. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 ， 2020(1)： 16. [12]段玉波 ,趙萬春等 ． 一種新的自適應模糊規(guī)則的算法 [J]． 自動化技術與應用 ，2020(1)： 12. [13]陳曉紅 .模糊控制器在電阻爐溫度控制中的應用 [J]． 測控技術 ,1996(1)： 25. [14]程啟明 .8098 單片機電阻爐溫度控制系統(tǒng) [J]． 計算機應用 , 1993(1)： 13. [15] Heung Jae Lee,Deung Yong Park,Bok Shin Ahn. A fuzzy expert system for the integrated fault diagnoisis[J]. IEEE Transitions on Power ,15(2):9297. [16]趙國強 ,李新春 ,賈樹良 . 電阻爐溫控系統(tǒng)模糊控制器 [M]． 遼寧：遼寧工程技術大學電子與信系工程系 ． 2020． 1619. [17]張文修 ,梁廣錫 . 模糊控制與系統(tǒng) [M]． 西安 ： 西安交通大學出版社 ,1998． 2123. [18]陳 麗 . 基于 MATLAB(SLMULINK)語言的爐溫模糊控制系統(tǒng)仿真 [J]． 邢臺職業(yè)技術學院學報 ， 2020(1)： 12. 33 致 謝 總結這四年的學習工作成果之際， 我首先要對我的導師 楊金顯 對我學業(yè)上的悉心教導和幫助表示誠摯的謝意。正是在您精心指導和嚴格要求下，才能在學習上有所收獲，并即將順利完成學業(yè)。 在論文完稿之際，謹向教導和幫助我的師長、朋友、同學，以及默默支持和鼓勵我的親人們致以最誠摯的謝意和最衷心的祝福 ! 從論文的前期準備到 軟硬件系統(tǒng)， MATLAB 仿真 ，直至 論文 完成 ，一直是在 楊 老師的悉心指導、關懷和幫助下， 才能一步一步修改完成 課題的研究 。這 兩個多月的時間里，在學習上、 課題 研究中 的各個方面 ，得到了 白 老師無微不至的關懷和幫助。從課題的選取、資料的搜集、內(nèi)容的指導一直 到論文的撰寫 ，都 體現(xiàn)出 楊 老師嚴謹治學態(tài)度、活躍的學術思想、豐富的實踐經(jīng)驗以及科學的創(chuàng)新精神，這些都使我受益匪淺。自始至終，白老師對我的論文工作投入了很大的精力和指導，本文的成功完成凝聚著您辛勤的汗水。 我在此表達對您 深深的敬意和由衷的謝意。 我 還 要深深的感謝在 學校 學習 的 四年 過程中給予我?guī)椭睦蠋焸?，他們嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和廣博的知識將每時每刻激勵著我前進， 同時我還要感謝同學、親人和朋友們對我的支持與幫助，使我能夠克服課題中退到的問題，順利完成論文。 最后，我向參加我的論文答辯 ，為我做整體的評價、指導，提出寶貴意見 的各位老師 表示衷心的感謝 ! 謹向所有關心和幫助過我的人致以衷心的感謝 !