2.txt

模糊控制相关程序

clear all; 
close all; 
a=newfis('fuzzpid');    %创建新的模糊推理系统 
 
a=addvar(a,'input','e',[-3,3]);   %添加模糊语言变量 
a=addmf(a,'input',1,'NB','zmf',[-3,-1]);%addmf添加模糊语言变量的隶属度函数 
a=addmf(a,'input',1,'NM','trimf',[-3,-2,0]);%zmf Z型隶属度函数 
a=addmf(a,'input',1,'NS','trimf',[-3,-1,1]);%trimf 三角形隶属度函数 
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,'PM','trimf',[0,2,3]); 
a=addmf(a,'input',1,'PB','smf',[1,3]);%Sigmoid隶属度函数 
 
a=addvar(a,'input','ec',[-3,3]); 
a=addmf(a,'input',2,'NB','zmf',[-3,-1]); 
a=addmf(a,'input',2,'NM','trimf',[-3,-2,0]); 
a=addmf(a,'input',2,'NS','trimf',[-3,-1,1]); 
a=addmf(a,'input',2,'Z','trimf',[-2,0,2]); 
a=addmf(a,'input',2,'PS','trimf',[-1,1,3]); 
a=addmf(a,'input',2,'PM','trimf',[0,2,3]); 
a=addmf(a,'input',2,'PB','smf',[1,3]); 
 
a=addvar(a,'output','kp',[-0.3,0.3]); 
a=addmf(a,'output',1,'NB','zmf',[-0.3,-0.1]); 
a=addmf(a,'output',1,'NM','trimf',[-0.3,-0.2,0]); 
a=addmf(a,'output',1,'NS','trimf',[-0.3,-0.1,0.1]); 
a=addmf(a,'output',1,'Z','trimf',[-0.2,0,0.2]); 
a=addmf(a,'output',1,'PS','trimf',[-0.1,0.1,0.3]); 
a=addmf(a,'output',1,'PM','trimf',[0,0.2,0.3]); 
a=addmf(a,'output',1,'PB','smf',[0.1,0.3]); 
 
a=addvar(a,'output','ki',[-0.06,0.06]); 
a=addmf(a,'output',2,'NB','zmf',[-0.06,-0.02]); 
a=addmf(a,'output',2,'NM','trimf',[-0.06,-0.04,0]); 
a=addmf(a,'output',2,'NS','trimf',[-0.06,-0.02,0.02]); 
a=addmf(a,'output',2,'Z','trimf',[-0.04,0,0.04]); 
a=addmf(a,'output',2,'PS','trimf',[-0.02,0.02,0.06]); 
a=addmf(a,'output',2,'PM','trimf',[0,0.04,0.06]); 
a=addmf(a,'output',2,'PB','smf',[0.02,0.06]); 
 
a=addvar(a,'output','kd',[-3,3]); 
a=addmf(a,'output',3,'NB','zmf',[-3,-1]); 
a=addmf(a,'output',3,'NM','trimf',[-3,-2,0]); 
a=addmf(a,'output',3,'NS','trimf',[-3,-1,1]); 
a=addmf(a,'output',3,'Z','trimf',[-2,0,2]); 
a=addmf(a,'output',3,'PS','trimf',[-1,1,3]); 
a=addmf(a,'output',3,'PM','trimf',[0,2,3]); 
a=addmf(a,'output',3,'PB','smf',[1,3]); 
 
rulelist=[1 1 7 1 5 1 1 ; 
          1 2 7 1 3 1 1; 
          1 3 6 2 1 1 1; 
          1 4 6 2 1 1 1; 
          1 5 5 3 1 1 1; 
          1 6 4 4 2 1 1; 
          1 7 4 4 5 1 1; 
           
          2 1 7 1 5 1 1; 
          2 2 7 1 3 1 1; 
          2 3 6 2 1 1 1; 
          2 4 5 3 2 1 1; 
          2 5 5 3 2 1 1; 
          2 6 4 4 3 1 1; 
          2 7 3 4 4 1 1; 
           
          3 1 6 1 4 1 1; 
          3 2 6 2 3 1 1; 
          3 3 6 3 2 1 1; 
          3 4 5 3 2 1 1; 
          3 5 4 4 3 1 1; 
          3 6 3 5 3 1 1; 
          3 7 3 5 4 1 1; 
           
          4 1 6 2 4 1 1; 
          4 2 6 2 3 1 1; 
          4 3 5 3 3 1 1; 
          4 4 4 4 3 1 1; 
          4 5 3 5 3 1 1; 
          4 6 2 6 3 1 1; 
          4 7 2 6 4 1 1; 
           
          5 1 5 2 4 1 1; 
          5 2 5 3 4 1 1; 
          5 3 4 4 4 1 1; 
          5 4 3 5 4 1 1; 
          5 5 3 5 4 1 1; 
          5 6 2 6 4 1 1; 
          5 7 2 7 4 1 1; 
           
          6 1 5 4 7 1 1; 
          6 2 4 4 5 1 1; 
          6 3 3 5 5 1 1; 
          6 4 2 5 5 1 1; 
          6 5 2 6 5 1 1; 
          6 6 2 7 5 1 1; 
          6 7 1 7 7 1 1; 
           
          7 1 4 4 7 1 1; 
          7 2 4 4 6 1 1; 
          7 3 2 5 6 1 1; 
          7 4 2 6 6 1 1; 
          7 5 2 6 5 1 1; 
          7 6 1 7 5 1 1; 
          7 7 1 7 7 1 1]; 
a=addrule(a,rulelist);%向系统添加规则 
a=setfis(a,'DefuzzMethod','centroid');%设置模糊推理系统的特性 平均最大隶属度方法 
writefis(a,'fuzzpid');%保存模糊推理系统 
a=readfis('fuzzpid');%从磁盘读出存储的模糊推理系统 
 
ts=0.001; 
sys=tf(5.235e005,[1,87.35,1.047e004,0]); 
dsys=c2d(sys,ts,'tustin'); 
[num,den]=tfdata(dsys,'v'); 
 
u_1=0.0;u_2=0.0;u_3=0.0; 
y_1=0.0;y_2=0.0;y_3=0.0; 
 
x=[0,0,0]'; 
 
e_1=0;ec_1=0;error_1=0; 
 
kp0=0.40; 
kd0=1.0; 
ki0=0.0; 
 
 
 
for k=1:1:500; 
time(k)=k*ts; 
rin(k)=1; 
 
 
 
k_pid=evalfis([e_1,ec_1],a);%执行模糊推理计算函数  
kp(k)=kp0+k_pid(1); 
ki(k)=ki0+k_pid(2); 
kd(k)=kd0+k_pid(3); 
u(k)=kp(k)*x(1)+kd(k)*x(2)+ki(k)*x(3); 
if k==300 
   u(k)=u(k)+1; 
end 
 
if u(k)>=10 
   u(k)=10;  
end 
if u(k)<=-10 
   u(k)=-10;  
end    
 
yout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2-den(4)*y_3+num(1)*u(k)+num(2)*u_1+num(3)*u_2+num(4)*u_3; 
error(k)=rin(k)-yout(k); 
 
 
 
u_3=u_2; 
u_2=u_1; 
u_1=u(k); 
 
y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=yout(k); 
 
x(1)=error(k); 
x(2)=error(k)-error_1; 
x(3)=x(3)+error(k); 
 
e_1=x(1); 
ec_1=x(2); 
 
error_2=error_1; 
error_1=error(k); 
 
end 
 
showrule(a); 
 
figure(1); 
plot(time,rin,'r',time,yout,'b'); 
title('time/rin,yout'); 
 
figure(2); 
plot(time,error,'r'); 
title('time/error'); 
 
figure(3); 
plot(time,u); 
title('time/u'); 
figure(4); 
plot(time,kp); 
title('time/kp'); 
 
figure(5); 
plot(time,ki); 
title('time/ki'); 
 
figure(6); 
plot(time,kd); 
title('time/kd'); 
 
figure(7); 
plotmf(a,'input',1); 
 
figure(8); 
plotmf(a,'input',2); 
 
figure(9); 
plotmf(a,'output',1); 
 
figure(10); 
plotmf(a,'output',2);%绘制隶属度函数曲线 
 
figure(11); 
plotmf(a,'output',3); 
 
plotfis(a);%图形显示模糊推理系统的输入输出特性 
fuzzy fuzzpid.fis 
 
figure(12); 
gensurf(a);%生成模糊推理系统的输出曲面并显示函数