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等直径硅碳棒模糊控制规则的设计

2021-03-26 18:32:41     点击:

    控制规则的设计是设计等直径硅碳棒模糊控制器的关键,等直径硅碳棒模糊控制器的控制规则是基于手动控制策略,而手动控制策略又是人们通过学习、试验以及长期经验积累而逐渐形成的,存储在操作者头脑中的一种技术知识集合。手动控制过程一般是通过对被控对象(过程)的一些观测,操作者再根据己有的经验和技术知识,进行综合分析并做出控制决策,调整加到被控对象的控制作用,从而使系统达到预期的目标[,刀,手动控制的作用同自动控制系统中的控制器的作用是基本相同的,所不同的是手动控制决策是算法的数值运算。利用等直径硅碳棒模糊集合理论各语言变量的概念,可以把用语言归纳的手动控制策略上升为数值运算,于是可以采用微机完成这个任务,从而代替人的手动控制,实现所谓的等直径硅碳棒模糊自动控制。利用语言归纳手动控制策略的过程,实际上就是建立等直径硅碳棒模糊控制器的控制规则的过程。手动控制策略一般都可以用条件语句加以描述[ys

    例如:如果温度正偏差很大,且温度误差变化率正向很大,则输出电压应该正大。

    用条件语句加以表述为:IF E=PB AND EC=PB TIN U=PB

    根据温度控制操作经验,总结出如下规律,规则表如表3-3所示。

    等直径硅碳棒模糊规则确定后,接着进行等直径硅碳棒模糊推理。等直径硅碳棒模糊推理是根据己知条件,推出结论的过程。这就要求首先确定条件和结1之间的等直径硅碳棒模糊关系。等直径硅碳棒模糊关系是根据专家知识总结的控制规则确定的。对于上表3-3列出的42条规则,可以用凡(i=1,2,3,   ,6; j=1,2,3,   ,7)来表示。

    Ril:IF  E=双AND EC=EC J THEN U=U

    为了求出温度控制的等直径硅碳棒模糊关系R[R ]先求出一条控制规则的等直径硅碳棒模糊关系,假设i=I,j=1时,可以求得凡,:

    R:IF  E=凡AND EC=EC, THEN U=U

    根据表3-3所示的温度控制规则可以写为:

    风l:IF E=PB AND EC=PB THEN U=PB

    它表示了几个变量之间的等直径硅碳棒模糊关系:

                  R=E, x EC, x U                      ( 3-4 )

    对于上式求解,先求条件的叉积E, x鱿。由于E=PB,  EC=PB,根据隶属函数赋值可得到两行向量,并根据等直径硅碳棒模糊集合运算规则可得13x11矩阵,然后再求(E, x EC, ) x U,由于U是13个元素的行向量,故先将E, x EC,转换为13x11的143个元素的列向量,然后再与认1叉积。

    表3-3的每一条控制规则,都对应一个143 x 13阶的矩阵,表3-3中共有42条控制规则,按照上述步骤可以分别求出42个等直径硅碳棒模糊关系矩阵。这42条矩阵是“或”的关系,所有控制规则可以用总的等直径硅碳棒模糊关系R来表示:等直径硅碳棒模糊控制器输出的确定根据控制规则求出推理机总的等直径硅碳棒模糊关系R后,根据推理机选定的算法,求出等直径硅碳棒模糊控制器的输出量,由前面的算法合成规则可得:

    计算U可以分两步进行:

    (1)对于系统的输入量E和EC,由前面的条件可知,E被量化为13个等级,EC被量化为11个等级。对于任意给定的E和EC,在经过量化后,它们必定是离散论域中一个特定的元素。

    (2)求等直径硅碳棒模糊输出量U。在上一步计算中已经确定了等直径硅碳棒模糊控制器的输入E

和EC与量化值之间一一对应的关系,根据等直径硅碳棒模糊推理机的等直径硅碳棒模糊关系R可以求得输出式和纵对应的控制输出U;叽一(瓦‘鱿)0R7.等直径硅碳棒模糊输出量解等直径硅碳棒模糊等直径硅碳棒模糊控制器的输出是一个等直径硅碳棒模糊集合,它包含控制量的各种信息,但是,被控对象仅能接受一个精确的控制量,这就要进行等直径硅碳棒模糊判决(或称为等直径硅碳棒模糊决策),把等直径硅碳棒模糊量转化为精确量。把等直径硅碳棒模糊量转化为精确量的过程称为解等直径硅碳棒模糊化,或称为等直径硅碳棒模糊判决。为了得到准确的控制量,本文采用工业控制中广泛使用的去等直径硅碳棒模糊方法一加权平均法。该法针对论域中的每个元素x; (i =1, 2,..., n),以它作为判决输出等直径硅碳棒模糊集合的隶属度风1)的加权系数,即取乘积x;(i),再计算该乘积和艺xi(1)对于隶属度和的平均值xo。www.zbqunqiang.cn


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