E和EC的模糊集均为:{正大,正小,零,负小,负大}U的模糊集为:{PB,PS,Z,NS,NB}E和U的论域均为:{-1,1}EC的论域为:{-04,04}上述模糊集选区为5个区域。第二种定义:E和EC的模糊集均为:{正大,正中,正小,零,负小,负中,负大}U的模糊集为:{PB,PM,PS,Z,NS,NM,NB}E和U的论域均为:{-1,1}EC的论域为:{-04,04}上述模糊集选区为7个区域,主要是着眼于提高稳态精度。E,EC,U的隶属函数图形如6所示。
模糊控制规则以下重点介绍模糊集选区为7个的情况,由于本系统采用IFAANDBTHENC的推理形式,模糊控制规则如所示。模糊控制规则EC负大负中负小零正小正中正大负大NBNMNS负中NMNSZ负小NMNSZ零NSZPS正小ZPSPM正中ZPSPM正大PSPMPB模糊推理输出曲面虽然系统控制规则复杂,仿真研究表明,这些规则的选取是合理的,同时也突出了模糊控制鲁棒性较强的特点。得到模糊推理输出曲面如。
根据以上要求,利用MATLAB的Fuzzy工具箱及Smiulink仿真环境对原系统进行仿真,其Smiulink仿真计算图如所示。模糊PID控制Simulink仿真图模糊控制和PID控制转换的设定值为:|e0|=0052仿真研究与结果对模糊集的选区情况进行了对比,5个模糊集时系统调节时间大约为028s,而7个模糊集对应的调节时间为025s,模糊规则的选取不宜过于复杂,但也要满足静态、动态特性要求,所以采用后者。
系统各种输出对比对系统在各种情况下的阶跃输出进行了严格的对比。从仿真曲线和基本符合要求的性能指标可以看出,模糊控制系统使伺服系统的超调减小了,调节时间在025s以内,尤其在PID控制不能达到满意效果的时候可以得到比较好的效果。结束语作用在液压伺服系统上的这类控制器的特点是在大偏差范围内利用模糊推理的方法调整系统的控制量U,而在小的偏差范围内转换为PID控制器,两者的转换根据事先给定的偏差范围自动实现,所以具有更佳的效果。