【正文】 fis(’fuzzpid’)。解模糊的算法設定為Mandani，也可以改為Sugeno。這個rulelist也是通用的。比如，第一行前5個數(shù)字為：11715，代表NBNBPBNBPS，其對應的模糊規(guī)則為：If (e is NB) and (ec is NB) then (kp is PB)and (ki is NB) and (kd is PS)。每一行代表一條規(guī)則，由前5個 數(shù)字來完成對規(guī)則的描述。 （↑總共49行）a=addrule(a,rulelist)。 7 6 1 7 5 1 1。 。 。rulelist=[1 1 7 1 5 1 1。FIS Edit雖 然 有 友 好 的 用 戶 界 面，但 每 個variable、每 個mfs、49條 規(guī) 則 都 要 一 一 輸 入；而 上 述 程 序 具 有 通 用 性，比 如e的range變 為[30,30]，只 需 要 將escale賦 值 為10即 可。ec、kp、ki、kd的添加方式完全類似，只需更改scale和input(output)， “addmf(a,’input’,1? ?”中 的“1”依 次 改 為5。 a=addmf(a,’input’,1,’PB’,’smf’,[1*escale,3*escale])。 a=addmf(a,’input’,1,’PS’,’trimf’,[1*escale,1*escale,3*escale])。 a=addmf(a,’input’,1,’NS’,’trimf’,[3*escale,1*escale,1*escale])。添加variable a=addmf(a,’input’,1,’NB’,’zmf’,[3*escale,1*escale])。 escale=1。 a=newfis(’fuzzpid’)。最后將該FIS保存，在FIS Editor中點擊FileExportTo Disk， 。新建的模糊判決器有0條規(guī)則，按照模糊控制規(guī)則表，使用Rule Editor底部的“添加規(guī)則(Add rule)”和“修改規(guī)則(Change rule)”按鈕設定模糊控制的49條規(guī)則。按照模糊隸屬度設定每個子集的名字(Name)、形狀(Type)和覆蓋范圍(Params)。雙擊任一個variable ，彈出Membership Function Editor，可以設定這個variable 的取值范圍(range)。 ：FIS Editor點擊EditAdd variableinput(或output)，添加判決器的輸入和輸出，我們使用的模糊PID判決器是2個輸入3個輸出。解模糊算法默認是Mamdani法，如果要改變算法，Matlab提供的另一種算法為Sugeno。為了便于瀏覽，本人做了一 些反色的處理，不再重復說明。大約3000秒控制達到穩(wěn)定，超調量30%。最 后對kp和ki進行聯(lián)合微調。(3)調 整kd。由于ki也加強了控制作用，所以kp應該基于第(1)步調出的值再往小調。 (2)觀察振蕩趨向的平衡位置，ki為0時，一般會存在靜態(tài)誤差。如果振蕩的振幅呈增大趨勢，系統(tǒng)將無法達到穩(wěn)定。 調試過程及結果 參數(shù)整定過程： (1)令ki和kd為0，調整kp。在模型編輯器中選擇“start simulink”，就可以開始進行仿真。連線，就建立了一個傳統(tǒng)PID控制系統(tǒng)模型。：simulink模型編輯窗口：simulink庫瀏覽器 傳統(tǒng)PID控制Simulink仿真 建立系統(tǒng)模型 在模型庫中，從Simulink庫Continuous子庫中選擇Derivative、 Integrator、Transfer F、Transport Delay模塊，從Math Operations子庫中選擇Gain、Sum模塊，Sinks子庫中選擇Scope，Sources子庫 中 選 擇Step，放 到 模 型 編 輯 窗 口。在Simulink模型編輯窗口中單擊View→Library browser， 的Simulink庫瀏覽窗口。Simulink提供了一個建立控制系統(tǒng)方框圖，并對系統(tǒng)進行模擬仿真的環(huán)境。根據(jù)實際測量，被控對象近似一階慣性加滯后模型： () Simulink簡介[3]Simulink是個交互式動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析圖形環(huán)境，是一個進行基于模型的嵌入 式系統(tǒng)開發(fā)的基礎開發(fā)環(huán)境。為了改善電弧爐系統(tǒng)恒溫控制質量的現(xiàn)狀，研制具有快速響應的、經(jīng)濟性好的、適合國情的恒溫控制裝置具有十分重要的意義。隨著科學技術的發(fā)展，各行各業(yè)對溫度控制精度的要求越來越高，經(jīng)典PID在某些場合已經(jīng)不能滿足要求。在鋼鐵的冶煉的過程中，越來越多地使用交流電弧爐設備，溫度控制系統(tǒng)的性能直接影響到鋼鐵的質量，所以爐溫控制占據(jù)重要的位置。4 用Simulink進行PID控制仿真 爐溫控制簡介 背景隨著工業(yè)的快速發(fā)展，鋼鐵的需求量越來越大。這種加權平均的 算法符合控制需求，e的變化和哪個規(guī)則中的前件條件最相似，控制輸出就和那個規(guī)則的K的 變化最相近?？刂埔?guī)則是這樣的：If(e bee0i) Then(?k Vi)，輸出的動詞Vy 是7個標準輸出動詞Vi(i=1～7)以相似度為權的 加權平均量。 動詞控制規(guī)則的實現(xiàn)[4]計算動詞規(guī)則的推理建立在動詞相似度的基礎上，在控制過程中，觀察控制誤差e的變化 趨勢，求出e和7個標準動詞的相似度。當K=10，p=2，offset0=(假設起始位置為big)時，畫出不同的起始位置與起始 位置為big的相似度。 ()圖 : 動詞與的相似度K取5時，觀察到的不同動詞與stay Zero。這 種 動 詞 相 似 度 的 求 法 適 合 于 計 算 動 詞 的(2)～(7)號 控 制 規(guī) 則，不 同 的 規(guī) 則 對 應 不 同 的?0和Ｋ，求“增大”的相似度時，K ?x 的前面需要一個負號，求“減小”的相似度時，不 用負號。 變化趨勢的相似度 一個觀察到的動詞與“增大”這個動詞的相似度可以表示成： ()式中，?x是一個運動對象相鄰兩個時間點上的位移差，即變化量；?0是設定的一個標準 變化量；K在計算中是一個常量，在不同的場合可以取不同的值。 簡化的動詞相似度[5]一個動詞可以表示成Bee(offset,offset+)，即上一時刻位于offset位置，現(xiàn)在變化了 。big 、181。這個比值越大，說明觀察動詞與標準動詞的相似度越大。 1)在前半個區(qū)間求出a1和b1 ()2） 在后半個區(qū)間求出a2和b2： ()3)平衡因子 e ()4)在整個Tw 范圍內求相似度： ()對觀察到的動詞取不同的隸屬度，分兩個區(qū)間分別與標準進化函數(shù)進行 “∧”和 “∨ ” 運算，不同的計算動詞規(guī)則的相似度的求取中，用來與標準進化函數(shù)進行“∧” 和 “∨” 運算的被觀察 動詞的進化函數(shù)是不一樣的，運算的結果進行積分，積分相當于求面積?，F(xiàn) 在 來 求“observed”這 個 動 詞 和bee(state 1, state 2) 的 相 似 度，首 先 把bee(state 1, state 2) 的 開 始 時 間 定 在(t ? Tw )時刻。在計算動詞相似度之前，首先定 義Bee的進化函數(shù)： ()其離散時間形式為(假設Tw = wTs)： ()bee(state 1, state 2)的時間跨度取Tw ，x(t)是觀察到的波形，一個被觀察的動詞的進化函數(shù)： ()t是 當 前 時 間，觀 察 動 詞 是 從 過 去 某 個 時 間 開 始 的。動詞推理的輸出也定義成幾個標準輸出動詞。動詞相似度是一個數(shù)值，取值范圍[0,1]，相似度越接近1表示這兩個動詞相似的程度越大，相似度越接近0則表示越不相像。(1)If(|e| bee(Z,Z))then(kp bee(S,B)，ki bee(B,S)，kd bee(S,B))(2)If(|e| bee(B,M))then(kp bee fast(B,S)，ki bee fast(B,S)，kd bee fast(S,B))(3)If(|e| bee(M,S))then(kp bee(B,S)，ki bee(B,S)，kd b