智能控制系统课后仿真.doc

word《智能控制》课后仿真报告院〔系〕：电气与控制工程学院专业班级： 自动化1301班某某： 光 辉 学号：1306050115题目2-3： 求二阶传递函数的阶跃相应取采样时间为1ms进展离散化参照专家控制仿真程序，设计专家PID控制器，并进展MATLAB仿真专家PID 控制MATLAB仿真程序清单：%Exoert PID Controllerclear all;%清理数据库中所有数据close all;%关闭所有界面图形ts=0.001;%对象采样时间，1mssys=tf(133,[1,25,0]);%受控对象的传递函数dsys=c2d(sys,ts,'z');%连续系统转化为离散系统[num,den]=tfdata(dsys,'v');%离散化后参数，得num和den值u_1=0;u_2=0;%设定初值，u_1是第(k-1)步控制器输出量y_1=0;y_2=0;%设定初值，y_1是第(k-1)步系统对象输出量x=[0,0,0]';%设定误差x1误差导数x2误差积分x3变量初值x2_1=0;%设定误差导数x2_1的初值kp=0.6;%设定比例环节系数ki=0.03;%设定积分环节系数kd=0.01;%设定微分环节系数error_1=0;%设定误差error_1的初值for k=1:1:5000%for循环开始，k从1变化到500，每步的增量为1time(k)=k*ts;%仿真时长[0.0010.5]sr(k)=1.0;%TracingStepSignal系统输入信号u(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3);%PIDControllerPID控制器%Expertcontrolrule%Rule1:Unclosedcontrolrule规如此1：开环控制if%if循环开始，产生式规如此，if...then...；误差的绝对值大于u(k)=0.45;%控制器输出量等于elseifu(k)=0.40;elseifu(k)=0.12;elseifu(k)=0.10;end%if循环完毕%Rule2规如此2if x(1)*x(2)>0|(x(2)==0)%if循环开始，如果误差增大或不变if%嵌if循环开始，如果误差绝对值大于u(k)=u_1+2*kp*x(1);%控制器输出量施加较强控制else%否如此u(k)=u_1+0.4*kp*x(1);%控制器输出量施加一般控制end%嵌if循环完毕end%if循环完毕%Rule3规如此3if (x(1)*x(2)<0&x(2)*x2_1>0)|(x(1)==0)%if循环开始，如果误差减小或消除u(k)=u(k);%控制器输出量不变end%if循环完毕%Rule4规如此4if x(1)*x(2)<0&x(2)*x2_1<0%if循环开始，如果误差处于极值状态if%嵌if循环开始，如果误差绝对值大于u(k)=u_1+2*kp*error_1;%控制器输出量施加较强控制else%否如此u(k)=u_1+0.6*kp*error_1;%控制器输出量施加一般控制end%嵌if循环完毕end%if循环完毕%Rule5:IntegrationseparationPIcontrol规如此5;运用PI控制来消除误差if abs(x(1))<=0.001 %if循环开始如果误差绝对值小于〔很小〕u(k)=0.5*x(1)+0.010*x(3);%控制器输出量用比例和积分输出end%if循环完毕%Restrictingtheoutputofcontroller对控制输出设限if u(k)>=10u(k)=10;%设控制器输出量上限值endif u(k)<=-10u(k)=-10;%设控制器输出量下限值end%LinearmodelZ变化后系统的线性模型y(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2+num(1)*u(k)+num(2)*u_1+num(3)*u_2;error(k)=r(k)-y(k);%系统误差error的表达式，等于系统输入减去输出%--------Returnofparameters--------%每步计算时的参数更新u_2=u_1;u_1=u(k);%u(k)代替u_1y_2=y_1;y_1=y(k);%y(k)代替y_1x(1)=error(k);%CalculatingP赋误差error值于x1x2_1=x(2);%赋值前步计算时的误差导数X2的值等于X2_1x(2)=(error(k)-error_1)/ts;%CalculatingD求误差导数x2，用于下一步的计算x(3)=x(3)+error(k)*ts;%CalculatingI求误差积分x3error_1=error(k);%赋误差error值于error_1end%for循环完毕，整个仿真时长计算全部完毕figure(1);%图形1plot(time,r,'b',time,y,'r');%画图，以时间为横坐标，分别画出系统输入、输出随时间的变化曲线xlabel('time(s)');ylabel('r,y');%标注坐标figure(2);%图形2plot(time,r-y,'r');%画r-y,即误差随时间的变化曲线xlabel('time(s)');ylabel('error');%标注坐标专家PID 控制MATLAB仿真程序过程与结果：Figure1：PID控制阶跃响应曲线Figure2：误差响应随时间变化曲线题目3-4：如果且，如此。

现且，利用模糊推理公式〔3.27〕和〔3.28〕求，并采用MATLAB进展仿真模糊推理MATLAB仿真程序清单：clear all;%清理数据库中所有数据close all;%关闭所有界面图形?A=[1;0.5];%输入各元素在A中的隶属度B=[0.1,0.5,1];%输入各元素在B中的隶属度C=[0.2,1];%输入各元素在C中的隶属度%pound of A and B %合成A和Bfor i=1:2%A矩阵的行数取值ifor j=1:3%B矩阵的列数取值j AB(i,j)=min(A(i),B(j));%实现A，B的“与〞关系endend%Transfer to Column %转换列向量T1=[];%定义转置矩阵T1for i=1:2%AB矩阵的行数取值i T1=[T1;AB(i,:)'];%转置AB矩阵end%Get fuzzy R %确立模糊关系矩阵Rfor i=1:6%R矩阵列数取值i for j=1:2%R矩阵行数取值j R(i,j)=min(T1(i),C(j));%确定模糊关系矩阵Rendend%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%A1=[0.8,0.1];%输入各元素在A1中的隶属度 B1=[0.5,0.2,0];%输入各元素在B1中的隶属度 for i=1:2%A1矩阵的行数取值i for j=1:3%B1矩阵的行数取值j AB1(i,j)=min(A1(i),B1(j));%实现A1和B1的“与〞关系endend%Transfer to Row%转换行向量 T2=[];%定义转置矩阵T2for i=1:2%AB1矩阵的行数取值iT2=[T2,AB1(i,:)];%扩展A1B1矩阵end%Get output C1%确定输出for i=1:6%转置矩阵T2列数取值for j=1:2%模糊矩阵R行数取值 D(i,j)=min(T2(i),R(i,j)); C1(j)=max(D(:,j));%输出C1矩阵 endend模糊推理MATLAB仿真程序过程与结果：AB与关系：转置矩阵T1：模糊矩阵R：A1B1与关系：转置矩阵T2：输出矩阵C1：题目4-3： 某一炉温控制系统，要求温度保持在600℃恒定。

针对该控制系统有以下控制经验：〔1〕假如炉温低于600℃，如此升压；低得越多升压越高〔2〕假如炉温高于600℃，如此降压；高得越多降压越低〔3〕假如炉温等于600℃，如此保持电压不变设模糊控制器为一维控制器，输入语言变量为误差，输出为控制电压输入、输出变量的量化等级为7级，取5个模糊集试设计隶属度函数误差变化划分表、控制电压变化划分表和模糊控制规如此表解：输入〔e〕以与输出〔u〕分为5个模糊集：NB、NS、ZO、PS、PB输入变量〔e〕以与输出变量〔u〕分为7个等级：-3、-2、-1、0、+1、+2、+3炉温变化e划分表隶属度变化等级-3-2-10123模糊集PB000001PS000010ZO00100NS010000NB100000控制电压变化划分表隶属度变化等级-3-2-10123模糊集PB000001PS000010ZO00100NS010000NB100000模糊控制规如此表假如〔IF〕NBeNSeZOePSePBe如此〔THEN〕NBuNSuZOuPSuPBu炉温模糊控制MATLAB仿真程序清单：%Fuzzy Control for furnace temperatureclear all;%清理数据库中所有数据close all;%关闭所有界面图形a=newfis('fuzz_temperature');%模糊炉温a=addvar(a,'input','e',[-3,3]);%Parameter e输入参数e的取值围a=addmf(a,'input',1,'NB','zmf',[-3,-1]);a=addmf(a,'input',1,'NS','trimf',[-3,-1,1]);a=addmf(a,'input',1,'Z','trimf',[-2,0,2]);a=addmf(a,'input',1,'PS','trimf',[-1,1,3]);a=addmf(a,'input',1,'PB','smf',[1,3]);a=addvar(a,'output','u',[-3,3]);%Parameter u输出参数u的取值围a=addmf(a,'output',1,'NB','zmf',[-3,-1]);a=addmf(a,'output',1,'NS','trimf',[-3,-2,1]);a=addmf(a,'output',1,'Z','trimf',[-2,0,2]);a=addmf(a,'output',1,'PS','trimf',[-1,2,3]);a=addmf(a,'output',1,'PB。