2查询表法模糊控制器实验报告.doc

查询表式模糊逻辑控制器设计实验报告

学院：电力学院
专业：自动化
学号：
姓名：
时间：2013年11月16日

一、实验目的
利用Matlab软件实现模糊控制系统仿真实验，了解模糊控制的查询表方法的基本原理及实现过程，并找出参数Ke，Kec，和Ku对模糊控制器性能影响的规律。
二、实验要求
设计一个二维模糊控制器分别控制一一个一阶被控对象。先用模糊控制器进行控制，然后改变控制对象参数的大小，观察模糊控制的鲁棒性，找出参数Ke，Kec，和Ku对模糊控制器性能影响的规律。
三、实验步骤
叙述查询表式模糊控制系统仿真主要步骤。
根据下图，建立查询表式模糊控制系统仿真模型；

说明：①考虑到输入变量的变化范围,有可能超出表中给定的值,选择了两个饱和环节saturation1和saturation2(在simulink/discontinuities查找这个模块)作为超限的保护；②Roundingfunction（在simulink/math中查找）是四舍五入环节,将小数转换为整数；③因为directlook-uptable中行和列的起始号都是从零开始的，所以输入到directlook-uptable中的变量要加一个偏移量＋6；④Scope模块（在simulink/sinks中查找）是示波器，可以直接观察系统的输出曲线，并可以进行存储、打印。
2、打开directlook-uptable，将表1（如下表）中的元素以矩阵形式输入到Tabledata中，并且设定仿真时间（点击仿真模型窗口上simulation/simulationparameters进行设定）。然后调节Ke，Kec，和Ku控制参数（对一阶系统参考数据分别是100,1,－1）直到符合要求（如误差小于1％或者超调量小于5％）为止，如下图（StepTime=0s，仿真时间=2s，Ke=200，Kec=1，Ku=-3，被控对象为1/2s+1）；
模糊控制表
UEC
E-6-5-4-3-2-10+1+2+3+4+5+6-67777777442000-57777766442000-47766666442000-37666666320-1-1-1-24445441000-1-1-1-14445441000-3-2-1+02222000-1-1-1-4-4-4+1222200-1-4-4-4-4-4-4+212120-3-4-4-4-4-4-4-4+30000-3-3-6-6-6-6-6-6-7+4000-2-4-4-6-6-6-6-6-7-7+5000-2-4-4-6-6-7-7-7-7-7+6000-2-4-4-7-7-7-7-7-7-7

3、改变控制对象参数（在Matlab中，对象参数修改很方便，只要双击对象模块，以向量形式给出传递函数形式对象的系数）分别设置一阶对象中的T1分别为1，5，10，仔细观察输出曲线，并将实验结果填写到实验报告的表格中；
4、观察控制参数对模糊控制器性能影响的规律：先设置一阶对象中的T1为2，然后设定仿真时间（点击仿真模型窗口上simulation/simulationparameters进行设定）。分别调节Ke，Kec，和Ku的参数，然后改变其中的一个控制参数通过仿真实验观察它们各自对控制性能的影响。

四、实验内容
（一）查询表式模糊控制系统仿真实验
1、一阶对象采用查询表式方法进行仿真实验，自己选定Ke，Ku，Kec的值，按下表中给出的数值调整被控对象参数并观察输出响应曲线，观察模糊控制器对被控对象参数变化的适应性。（其中T1称为被控对象参数，Ke，Ku，Kec称为控制器参数）
表1：控制参数：Ke＝200Ku＝1Kec＝-3
时间常数稳态误差e/%超调量δ/%调整时间ts/sT1＝11%2%0.4T1＝50.2%0.5%2T1＝1000.25%4.12、确定被控对象参数T1＝2，找到对应的控制参数Ke，Ku，Kec，然后改变其中的一个控制参数通过仿真实验观察它们各自对控制性能的影响。将实验结果填入下表。
（1）表2：Ke＝200Ku＝-3
时间常数稳态误差e/%超调量δ/%调整时间ts/sKec＝1000.75Kec＝0.10.2500.8Kec＝0.5000.8（2）表3：Ke＝200Kec＝1
时间常数稳态误差e/%超调量δ/%调整时间ts/sKu＝-10.25010Ku＝-0.10.25010Ku＝-30.200.8（3）表4：Kec＝1Ku＝-1
时间常数稳态误差e/%超调量δ/%调整时间ts/sKe＝200009Ke=501.508Ke=10805
（二）实验讨论
1、通过对模糊控制器参数的设置及调整所获得的控制性能，得出关于控制器参数对其性能影响的基本规律。
如表2,3,4所示，量化因子和比例因