在ARM7TDMI上实现模糊控制系统仿真设计.doc
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1、在ARM7TDMI上实现模糊控制系统仿真设计1 引 言模糊控制理论的提出,为我们提供了一种新的控制方法。这种方法以微处理器构成的模糊控制器为核心,以模拟人脑的思维方式为基本出发点,不需要我们对控制对象准确建模,就能很好的解决非线性、大滞后环节、变参数对象的控制问题。依靠操作人员的经验来建立合理的模糊控制算法,就能使难控制的系统达到比较好的控制效果。在电冰箱的控制中,温度是主要的控制对象,控制的好就有显著的节能效果。影响温度变化的因素很多,如环境温度的高低,冰箱本身的容积,开冰箱门的次数,每次开门的时间,冰箱中食物的多少,以及食物的种类和性质等等。所以要想建立电冰箱温度变化的精确数学模型是很困难
2、的。因此可采用模糊控制解决。在本设计中,模糊控制器输入量为系统的误差E和误差变化率DE、输出为系统的控制量U,因此模糊控制器的工作过程可以描述为:首先将模糊控制器的输入量转化为模糊量供模糊逻辑决策系统用,模糊逻辑决策器根据规则决定的模糊关系R,应用模糊逻辑推理算法得出控制器的模糊输出量。最后经精确化计算得到的控制值去控制被控对象。2 模糊控制系统的设计2.1输入输出将传感器测得的精确温度在各自的变化区间上分为几个档次,使每档对应一个模糊集。我们设定电冰箱温度升降范围-15+15之间变化,而输入变化范围为-15+15,输入变化率变化范围为-66之间。将它分为6档,并和模糊变量负大,负小,负零,正
3、零,正小,正大一一对应,所以K1=6/15=0.24,K2=6/61,K3=15/6=2.5。在MATLAB环境下,键入Fuzzy命令,进入模糊逻辑上具箱,在屏幕上出现带有单输入、单输出、模糊规则的模块系统,用户双击输入、输出模块,可进行输入、输出变量的论域范围、各个语台变量的隶属函数形状等参数的编辑。并保存为wen.fis本例中3个变量的隶属函数,它们的语言量值分别为:E =NB NS ZR PS PB、DE=NB NS ZR PS PB、U =NB NS ZR PS PB输入偏差E论域:“正大”(PB)多数取在+6附近、“正小”(PS)多数取在+2附近、“正零”(ZR)多数取在零左右一点附
4、近、“负小”(BS)多数取在-2附近、“负大”(NB)多数取在-6附近。输入变化率DE语言变量值和输出U的语言变量值同输入变量E;输入隶属度函数如图2.1所示 ,输出隶属度函数如图2.2所示图2.4仿真框图2.2模糊规则本系统采用IF E and DE then U 为模糊规则。模糊关系为RE X DE X U; 模糊推理采用U =(E X DE )o R;2.3 解模糊本系统采用加权平均法(重心法)1来求的输出的精确量U 的值:(2.3.1)其中 则。 (2.3.2)其中,Ci为论域对应值图2.3是模糊控制系统输出曲面观测器的输出面。在MATLAB命令窗口中键入simulink 建立一 we
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- ARM7TDMI 实现 模糊 控制系统 仿真 设计
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