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ＭＷＣ计算机模糊控制系统---卷烟平均重量模糊控制器的设计 |
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| ＭＷＣ计算机模糊控制系统---卷烟平均重量模糊控制器的设计 |
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| 作者：佚名 文章来源：网络整理 点击数： 更新时间：2007-7-22 18:35:04 |
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p;∨ 〔μＡｉ（ｘ）∧μＢｊ（ｙ）∧μＣｋ（ｚ）〕
ｉ＝１，ｊ＝１
ｉ＝ｍ，ｊ＝ｎ
＝ ∨ 〔μＡｉ（ｘ）∧μＢｊ（ｙ）∧μＣφ(i,j)（ｚ）〕
ｉ＝１，ｊ＝１
其中：
Ｘ、Ｙ、Ｚ分别是偏差ＷＥ、偏差变化率ＷＣ、控制量ＷＤ的论域；
Ａｉ，Ｂｊ，Ｃｋ分别是论域Ｘ，Ｙ，Ｚ上的模糊集，
也分别是偏差ＷＥ、偏差变化率ＷＣ及控制量ＷＤ的语言值；
ｉ∈Ｉ＝{1,2,…,m}，ｊ∈Ｊ＝{1,2,…,n}，ｋ∈Ｋ＝{1,2,…,m*n}；
∨ｘ∈Ｘ，∨ｙ∈Ｙ，∨ｚ∈Ｚ。
２）模糊算法
用模糊推理合成规则（ＣＲＩ法）算出模糊控制器输出的控制量ＷＤ，设控制规则对应的模糊关系为Ｒ，输入分别取模糊集为ＷＥ＝Ａ，ＷＣ＝Ｂ，则输出的控制量的变化ＷＤ为模糊集Ｃ
〖ＷＤ〗Ｃ＝（Ａ×Ｂ)ｏＲ （ｏ表示模糊关系的合成）
即 μＣ（ｚ）＝ ∨ μＲ（ｘ，ｙ，ｚ）∧〔μＡ（ｘ）∧μＢ（ｙ）〕
ｘ∈Ｘ
ｙ∈Ｙ
〖 根据上式，每一条控制规则可求出相应的Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｍ×ｎ
控制Ｃ为 Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２＋…＋Ｃｍ×ｎ〗
３．模糊判决
根据模糊输出Ｃ来确定控制量ＷＤ的具体数值ｚ（确切值）。
方法：（加权平均法，取隶属度作为权系数）
设Ｃ＝Ｃ（Ｚ１）／Ｚ１＋Ｃ（Ｚ２）／Ｚ２＋…＋Ｃ（Ｚｎ）／Ｚｎ，
则确定执行量的公式
ｎ
∑ Ｃ（Ｚｉ）×Ｚｉ
ｉ＝１
ｚ＝
━━━━━━━━━━━ ｎ
∑ Ｃ（Ｚｉ）
ｉ＝１
〖小结〗
如果系统的偏差为论域Ｘ中的元素ｘｉ，偏差变化率为论域Ｙ中的元素ｙｊ，根据上述算法，可以算出相应的控制量的变化ｚｉｊ。结合表２、３、４、５经计算机大量计算，对论域Ｘ、Ｙ中全部元素的所有组合都计算出相应的以论域Ｚ元素表示的控制量变化值，并写成矩阵（ｚｉｊ）ｐ×ｑ。即得到如表６所示的控制表，将表中的数据存放到过程控制计算机的内存中，便可在线使用。（矩阵即为模糊控制器的查询表。）
表６ 模糊控制器查询表
ｃ(yj)
ｄ(zij)
ｅ(xi) －３－２－１０＋１＋２＋３ －３
－２
－１
０
＋１
＋２
＋３
4
3
2
1
1
1
0
4
3
2
1
1
0
-1
3
3
2
1
0
-1
-1
3
2
1
0
-1
-3
-4
2
1
0
-1
-2
-3
-4
1
0
1
-2
-2
-3
-4
0
1
-1
-1
-2
-3
-4
－３ │ 4 4 3 3 2 1 0
－２ │ 3 3 3 2 1 0 -1
－１ │ 2 2 2 1 0 -1 -1
０ │ 1 1 1 0 -1 -2 -1
＋１ │ 1 1 0 -1 -2 -2 -2
＋２ │ 1 0 -1 -3 -3 -3 -3
＋３ │ 0 -1 -1 -3 -3 -4 -4
━━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
二、实时控制查表算法（在线部分）
１．输入量（实测值）的等级量化
将实测偏差ｅ转化成论域Ｘ的某一元素ｘ：
设Ｘ＝{－Ｎｅ，…，０，…，＋Ｎｅ}，Ｋｅ为量化因子，
则下列三种情况必居其一：
（１）ｌ≤Ｋｅ＊ｅ≤ｌ＋１，ｌ〈Ｎｅ
（２）Ｋｅ＊ｅ〈－Ｎｅ
（３）Ｋｅ＊ｅ〉Ｎｅ
对于情况（２）及（３），分别将ｅ量化为－Ｎｅ与Ｎｅ。
对于情况（１），
若ｌ≤Ｋｅ＊ｅ〈ｌ＋１／２，则将ｅ量化为ｌ；
若ｌ＋１／２≤Ｋｅ＊ｅ〈ｌ＋１，则需将ｅ量化为ｌ＋１。
同理可得，精确量偏差变化率ｃ在论域Ｙ上转化后的某一元素ｙ。
２．查询模糊决策表
将变换得到的输入ｘ与决策表的行比较，将变换得到的输入ｙ与决策表的列比较，
得出输出量相应级别ｚ。
３．输出量的精确化
将输出量ｚ转化为实际控制输出量ｄ，
转化公式ｄ＝Ｋｄ×ｚ。
三、自调整控制与系统性能分析（改善）
为了获取较好的控制效果，在上面设计的基本模糊控制器采用在线自动调整量化因子Ｋｅ、Ｋｃ和比例因子Ｋｄ的结构模式。即
１．当偏差ｅ较大时，减小Ｋｅ与Ｋｃ与增大Ｋd，以快速减小ｅ；
２．当偏差ｅ较小时，系统已接近稳态，需要大分辨上一页 [1] [2] [3] [4] 下一页 |
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