模煳逻辑控制及其应用1chap7-8ppt课件.ppt
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1、2019/4/14,1,模糊逻辑控制及其应用 (选 修),上海交通大学 谢康林,2005-2006学年 第1学期,2,第七章 模糊逻辑控制软件开发工具,第七章 模糊逻辑控制软件开发工具,3,第七章 模糊逻辑控制软件开发工具,第七章 模糊逻辑控制软件开发工具 7-1 概述 7-2 模糊逻辑控制技术软件的开发工具 (Pop Fuzzy 2.0),4,设计方法的不同,7-1 概述 一模糊逻辑控制系统开发与传统控制 系统开发的不同 1. 设计方法: 对于既可用传统线性控制方法, 又可用模糊逻辑控制方法来实现的控 制系统,用模糊逻辑控制方法相对比 较容易。,5,内存开销和系统设计,2. 内存开销: 用系
2、统控制用模糊逻辑控制实现的,相应软件所需的存储容量,大约是传统线性控制方法的一半。 3. 系统设计过程: 模糊逻辑控制方法用语言变量直观地进行设计。依靠经验,容易学习。 传统线性控制方法求助于建立系统的数学模型。,6,可能遇到的问题,二模糊逻辑控制系统开发时可能遇到的问题 1硬件方面 用硬件实现的嵌入式模糊逻辑控制系统: 需重新设计印刷电路板。,7,可能遇到的问题,2调试方面 由于模糊逻辑控制系统的多参数和非线性的特点,对系统进行调试和优化较为困难。 通常用试探法。 3规则和隶属函数 在实际应用中最大的难题是如何正确地确定控制规则和隶属函数。,8,软件开发工具介绍,三软件开发工具介绍 例: 1
3、. “Freeware”Motorola 68HC系列 2. “FID E”Motorola与Aptronix公司 3. “TIL Shell”美国Togai InfraLogic (TIL)公司 4. “IFCS”东芝 5. “Pop Fuzzy”Renesas (Hitachi),9,Pop Fuzzy 概述,7-2 模糊逻辑控制技术软件的开发工具 Pop Fuzzy 2.0 一 概述 功能: 为用户提供一个全图形界面、高集成的开发环境,集编辑、调试、仿真、生成C和汇编源程序的功能于一体。 软硬件环境: CPU 为Intel的Pentium芯片及其兼容机。 Windows 95 中文版及以
4、上版本。 H8/300 C 编译器。 H8/300 交叉汇编器。,10,建立模糊控制系统 一,二 在Pop Fuzzy 2.0中建立模糊控制系统 Pop Fuzzy 2.0提供多种编译器用来創建 或编辑模糊控制系统的各部分: 变量、隶属函数、规则以及用于模拟仿 真对象的数学模型。 其中包括: 项目编辑器中变量和规则库的添加或连 接,变量或成员(Member)的隶属函数的编 辑;规则库编辑器中规则的定义等。,11,建立模糊控制系统 二,设计模糊逻辑控制系统的基本步骤: 1 定义系统的输入变量和输出变量; 2 定义一组规定,给出输入量和输出量之间 的关系; 3 在项目编辑器里定义系统结构后,使用变
5、 量/成员编辑器定义隶属函数; 4 使用规则库矩阵编辑器或规则库表格编辑 器,在规则库中定义规则; 5 在有需要时: 可在FCL文本编辑器(FCL Text Editor)中 定义其它处理单元和受控对象(model)。 然后,可使用C编译器生成HitachiC程序, 并可调试观察运行结果。,12,建立模糊控制系统 三,进行静态调试: 静态调试: 可以在给系统的输入变量赋以 特定值后,观测输出的值。 也可以用三维立体图形来显示 两输入、一输出变量间的关系。,13,建立模糊控制系统 四,进行动态调试: 动态调试: 系统在最终应用程序形式进行的仿真运行时,可以观察到每一规则、变量、隶属函数的性能,以
6、及它们之间的相互作用。,14,窗 口 要 素,三Pop Fuzzy2.0窗口 1. 窗口要素: (1)标题栏: 应用程序名 FCI Pop Fuzzy 2.0 (2)菜单栏: (共有8个) File(文件) Edit(编辑) Debug(调试) Simulate(模拟) Debug-C(C调试)Generate(产生) Window(窗口) Help(帮助) (3)工具条,15,控制菜单及其命令,2. 控制菜单及其命令 (1) 控制菜单命令 (2) 选取命令方式 (3) 关闭控制菜单的方法,16,Debug 和 Simulate窗口,3. Pop Fuzzy 2.0中的各种窗口 (1) 在De
7、bug(调试)中的窗口 (2) 在Simulate(模拟)中的窗口,17,编 辑 与 编 译,四Pop Fuzzy2.0中的编辑与编译 1.编辑 (1)图形项目编辑器 (2)变量成员编辑器 (3)规则库编辑器 (4)FCL文本编辑器 2.编译 (1) 词法和语法检查 (2) 将文本翻译成C语言(包括*.C和*.H两个文件)和汇编语言。,18,静 态 调 试,五静态调试 静态调试工具可以迅速地实现相对于各种输入条件时,模糊逻辑系统的输出反应。对系统的输入变量赋值后,观测输出变量的值。也可以用三维立体图形来显示两输入、一输出变量间的关系。 静态调试手段不能提供控制系统与外部系统相互影响的信息。 静
8、态调试工具包括: 快速测试窗口(Debug/Quick test) 控制面图窗口(Debug/Control Surface ) 算子可视化窗口 (Debug/Operator Visualization)。,19,快速测试窗口,1. 快速测试窗口 主体是两个列表框: 一个显示输入变量, 一个显示中间变量和输出变量。 用户可以改变输入变量的值,观察中间变量和输出变量的值的变化。,20,控制面图窗口,2. 控制面图窗口 控制面图又称3D图形观察窗: 两个输入和一个输出的三维立体图。,21,算子可视化窗口,3. 算子可视化窗口 算子为“OR”或“AND”时的 3D图形。,22,动 态 调 试,六模
9、拟仿真和系统运行 动态调试(Simulate)能测试与仿真模型相互作用的关系。 系统在最终应用程序形式下进行仿真运行时,可以观察到每一规则、变量、隶属函数的性能,以及它们之间的相互作用。,23,建立仿真模型,动态调试工具有: 规则库调整窗口、规则窗口、变量/成员编辑器、曲线图窗口、监视窗口、文件记录、仿真控制窗口、规则库矩阵编辑器等。 动态调试界面及相关菜单 进行动态调试 建立仿真模型,24,C 调试目的及特点,七. C 调试 1目的及特点 (1)目的: 为用户构造一个C语言执行调 试的集成环境,并解释执行C语 言源程序。 (2)特点: 基本上采用标准C调试方法, 调试瑞萨(日立)C的子集。,
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