前言
1．模糊控制概述
1.1模糊控制的产生及特点······························ 3 1.2 模糊控制技术的发展································ 4 1.3 模糊控制理论的研究现状···························· 5
2.模糊推理原理
2.1模糊控制的基本工作原理······························6
3.基于MATLAB的水箱供水模糊控制
3.1水箱水位模糊控制系统设计·························· 8
小结················································ 16 参考文献··········································· 17
前 言
随着社会经济的迅速发展，水对人们生活与工业生产的影响
越来越重要，尤其是近几年，随着居民生活水平的显著提高和城市化进程的加快，居民生活用水和工业用水增长幅度加大，原有的供水系统已经不能满足人们的需求。为了保证正常的供水，这里应用模糊控制技术，实现对水箱水位的自动控制。
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3、基于MATLAB的水箱供水模糊控制
3.1水箱水位模糊控制系统设计
本系统设计基于MATLAB图形模糊推理系统，设计步骤如下： （1） 打开MATLAB，输入指令fuzzy，打开模糊逻辑工具箱的图形用户界面窗口，新建一个Mamdani模糊推理系统。
图3.1 在FIS Editor窗口中新建水位控制模糊推理系统
（2） 增加一个输入变量，将输入变量命名为水位误差、误差变化，将输出变量命名为阀门开关速度。这样就建立了一个两输入单输出的模糊推理系统，保存为shuixiang.fis。
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图3.2 增加一个输入变量
（3） 设计模糊化模块：设水位误差的论域为[-1 1]，误差变化的论域为[-0.1 0.1]；
两个输入量的模糊集都定为5个：其中水位误差定为高、偏高、合适、偏低、低五等；参数分别为[0.3 -1]、[0.3 -0.5]、[0.3 0]、[0.3 0.5]、[0.3 1]；
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图3.3 设计水位误差模块
误差变化分为大、偏大、合适、偏小、小五等。参数分别为[0.03 -0.1]、[0.03 -0.05]、[0.03 0]、[0.03 0.05]、[0.03 0.1]， 隶属度函数均为高斯函数。
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图3.4 设计误差变化模块
阀门的开关速度定为5等：快开、慢开、不动、慢关、快关。参数分别为[-0.25 0 0.25]、[0 0.25 0.5]、[0.25 0.5 0.75]、[0.5 0.75 1]、[0.75 1 1.25]。论域为[-1 1]。隶属度函数为三角形函数。
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图3.5 设计输出模块
（4）设置模糊规则：打开Ruel Editor窗口，通过选择添加模糊规则：
1）if(水位误差is高)and(误差变化is大)then(阀门开关速度is快关)
2) if(水位误差is高)and(误差变化is偏大)then(阀门开关速度is快关)
3) if(水位误差is高)and(误差变化is合适)then(阀门开关速度is慢关)
4) if(水位误差is高)and(误差变化is偏小)then(阀门开关速度is慢关)
5) if(水位误差is高)and(误差变化is小)then(阀门开关速度is慢关)
6) if(水位误差is偏高)and(误差变化is大)then(阀门开关速度is快关)
7) if(水位误差is偏高)and(误差变化is偏大)then(阀门开关速度is快关)
8) if(水位误差is偏高)and(误差变化is合适)then(阀门开
第 7 页 关速度is慢关)
9) if(水位误差is偏高)and(误差变化is偏小)then(阀门开关速度is慢关)
10) if(水位误差is偏高)and(误差变化is小)then(阀门开关速度is慢关)
11) if(水位误差is合适) then(阀门开关速度is不动) 12) if(水位误差is偏低)and(误差变化is大)then(阀门开关速度is快开)
13) if(水位误差is偏低)and(误差变化is偏大)then(阀门开关速度is快开)
14) if(水位误差is偏低)and(误差变化is合适)then(阀门开关速度is慢开)
15) if(水位误差is偏低)and(误差变化is偏小)then(阀门开关速度is慢
16) if(水位误差is偏低)and(误差变化is小)then(阀开)门开关速度is慢开)
17) if(水位误差is低))then(阀门开关速度is快开) 这17条规则的权重都为1.
图3.6 定义、修改模糊规则
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通过曲面观察器可以清晰的看见水箱液位模糊推理的输入输出关系。
图3.7 Surface Viewer
通过规则观察器可以清晰的查看对具体输入的模糊推理及输出情况。其输入输出关系如下表：
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图3.8 Rule Viewer
表3.1 调试结果
阀 门 开 关 速 误 差 变 度 化 误 差 水 位 -0.514 -0.2936 0 0.2936 0.514 -0.0682 -0.0461 0 0.0461 0.0682 -0.457 -0.462 -0.384 -0.367 -0.364 -0.282 -0.295 -0.262 -0.247 -0.247 -2.06e-017 3.53e-018 3.53e-018 9.49e-018 9.18e-005 0.282 0.295 0.262 0.248 0.249 0.457 0.462 0.387 0.387 0.384 徐州师范
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小 结
随着科学技术的发展，智能控制技术必会日趋完善，并且能够在多领域应用。此设计是基于MATLAB的模糊控制系统，通过调试及仿真，可以初步得出水箱水位控制的关系原理，从而为在实际应用中提供一个参考，但在实际应用中还应考虑实际的影响因素，例如环境对控制系统的影响、人为因素对控制系统的影响等。面对实际问题时应具体问题具体分析。有不足的地方再加以改进。
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参考文献：
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3、王耀南，孙炜．智能控制理论及应用．北京：机械工业出版社，2008 4、韩俊峰，李玉惠等．模糊控制技术．重庆：重庆大学出版社，2003 5、李祖枢，涂亚庆．仿人智能控制．北京：国防工业出版社，2003 6、李友善,李 军. 模糊控制理论及其在过程控制中的应用[M]. 北京：国防工业出版社, 1993.
7、 张化光.复杂系统的模糊辨识与模糊自适应控制.沈阳: 东北大学出版社,1994.
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9、权太范等. 模糊控制技术在过程控制中的应用现状及前景.控制与决策,1988,3(1）：59-62.
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