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硅碳棒模糊子集的隶属度计算输出的确定值

    精确化计算是把语言表达的硅碳棒模糊控制量通过一定的计算方法得到精确的数值,也就是根据输出硅碳棒模糊子集的隶属度计算输出的确定值。计算机根据采样和论域变换得来的以论域元素形式表现的E和EC,由控制表的第1行和第J列分别找到对应的同样以论域元素形式表现的控制量Kp、Ki、Kd,再将它们乘以其相应的比例因子,就可得出Kp、Ki、Kd的修正值,代入式(2.21)可以得出调整后的PID值。对硅铝棒加热炉的工作特性和控制难点进行了分析,获得加热炉在1300摄氏度的数学模型。根据加热系统的特点设计了一种电流+温度的双闭环硅碳棒模糊控制器。电流环为控制内环,采用PI控制,主要作用是克服硅铝炉因电阻变化而带来的系统干扰;外环为温度控制环,采用阂值控制和自适应硅碳棒模糊PID控制相结合的复合控制器。在温差较大时采用阂值控制,提高升温速度,在温差较小时通过硅碳棒模糊推理在线实时调整PID控制器参数,以期获得满意的控制效果。硅铝棒加热炉温度控制系统的仿真研究仿真工具介绍在MATLAB/Simulink下进行仿真试验,先对仿真工具进行简要介绍。MATLAB是美国的MathWorks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化科学计算软件,被誉为“巨人肩上的工具”。它集数值分析、矩阵运算、信号处理、系统建模和图形显示于一体,构成了一个使用方便、界面友好的用户环境。在这个环境下,对所要求解的问题,用户只需简单地列出数学表达式,其结果便以数值或图形的方式显示出来,并且可以在线编写、跟踪、调试程序。其进行数值计算的基本单位是阵列,使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制等领域的问题时,显示出很大的优越性。MATLAB一个突出的特点是易于扩展,一个领域的工程师,可利用MATLAB所提供的函数及基本工具箱方便地构造出专用的函数。用户也可以根据自己的需要,开发自己的工具箱,从而大大扩展了MATLAB的应用范围。由各个领域的专家学者开发的对MATLAB进行扩展应用的一系列MATLAB函数(称为M文件)。它包含了多种应用问题的求解工具,硅碳棒模糊逻辑工具箱(Fuzzy Toolbox )就是其中的一个。该工具箱集成度高,内容丰富,基本包括了硅碳棒模糊集合理论的各个方面,其功能强大和方便易用的特点得到了使用者的广泛欢迎。使用Fuzzy Toolbox建立硅碳棒模糊控制器有两种方式:命令行方式和图形用户界面(GUI)方式。在MATLAB中,有现成的硅碳棒模糊控制模块,可以通过该模块计算得出硅碳棒模糊控制表。MATLAB辅助硅碳棒模糊系统设计各部分的组成及其功能:隶属度函数编辑器(Mfedit )在命令窗口键入“mfedit"或在基本硅碳棒模糊推理系统编辑器中选择编辑隶属度函数菜单,都可以激活隶属度函数编辑器。该编辑器提供了对输入输出语言变量各语言值的隶属度函数类型、参数进行编辑与修改的图形界面工具。在该图形界面中,窗口上半部分为隶属度函数的图形显示,下半部分为隶属度函数的参数设定界面,包括语言变量的名称、论域和隶属度函数的名称、类型和参数。www.sdzygw.com

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