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一般來說,模糊控制器有三個步驟:模糊化、規則庫和推理引擎、去模糊化。
第一個,使用適當的從屬關系函數,將清晰的變量轉換成模糊的變量,并給控制器相應的模糊數。隸屬函數可以是單個數,三角形,梯形,矩形或任何其它類型。模糊控制器的主要部分是規則庫推理引擎,它決定了操縱變量。規則庫可以在操縱和控制變量之間通過一個已知過程關系建立。輸出集是基于隸屬函數,但它們也可以是直接的組合或任何輸入的函數。在這個意義上說,去模糊化的輸出是所有輸出的平均加權。
Takagi-Sugeno 控制器使用下面形式的規則:
如果[(e1 是A1)和/ 或(e2 是A2)和/ 或(e3是A3)和/ 或... 和/ 或(ek 是Ak)
則y=g(e1,e2,...,ek)
在Takagi-Sugeno 規則結構中我們可以采用常規PID 控制器的速度表作為誤差和誤差變化的線性組合。傳統PID 控制器的模糊化具有許多優點,如非線性控制法,魯棒性特征和多變量方法的可能性,同時與實現其它模糊控制方法相比只需要更少的工作。
PD模糊控制器的輸出函數可以這么表示
在這項工作中使用的模糊推理系統是基于Takagi-Sugeno 的模型, 同時將用作Takagi-Sugeno 控制器的輸出功率。該PD 模糊控制器的收益是從PD 控制器中的ITAE 設置的。為了更準確,我們比較兩個集合的性能隸屬函數和規則庫,改進之后的隸屬函數和規則庫示于表3。
這些術語用于在規則庫和MFs:
BN= 大負數 SN = 小負數 ZN= 零負數Z = 零
ZP= 零正數 SP = 小正數 BP= 大正數VBP= 非常大的正數
我們通過將改進的隸屬函數零MF 變成三個。ZN,Z,ZP 這些新的改進MFs 且規則庫需要更新。這一次,我們有更多的規則選擇所以控制動作可以被優化。在表3 中的符號C是指控制器輸出,從PD- 模糊獲得函數,SS指的是反應釜穩態熱損失。
當誤差非常大正數,加熱器將滿功率(FP)工作來上升溫度。當誤差變大正數,并且溫度增加,控制器開始控制輸出。但是,當誤差變小正數且溫度接近設定值,如果誤差變化為負數或零,SS 功已經就足夠了。但是,如果誤差變化是正的,控制器將計算出輸出功率。當誤差約為零,以及誤差變化是大負數,這意味著溫度在快速增加,所以輸出功率需要是零防止過度上升的溫度。如果誤差變化小負數,則意味著溫度緩慢增加,其輸出功率必須以最小SS 防止大的變化。在小的正誤差變化情況下,SS 功率是足夠的,但如果誤差變化是大的正數時,功率應該從控制方程中計算得到。
如果誤差變成正數且溫度超過設定點時,根據誤差變化,輸出應趨于零,SS 或者由控制器計算得到。如果誤差變化為大的負數,輸出應為零防止過沖。如果誤差變化為零,小正數或小負數,SS 功率是合適的。但是如果它變得大的正數,功率應超過原先的值來避免過度降低。