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硅碳棒模糊控制系统的灵敏度

    比例因子和气对硅碳棒模糊控制系统的动静态性能有较大的影响。一般来说,ke越大,系统的超调也越大,过渡过程就越长;ke越小,则系统变化越慢,稳态精度降低。ke。越大,则系统输出变化率越小,系统变化越慢;越小,则系统反应越加快,但超调增大。ku在系统的上升和稳定阶段有不同的影响。在上升阶段,ku取得越大,上升越快,但也容易产生超调;ku取得越小,则系统的反应也越缓慢。在稳定阶段ky过大会引起振荡。本系统中,根据实际情况,以上各语言变量的论域中,输入语言变量E,EC和U的基本论域如下:量化因子和比例因子均是考虑两个论域变换而引出的,但对于输入变量而言的量化因子确实具有量化效应,而对于输出变量而言的比例因子只起比例作用。输入输出变量的模糊化确定了以上的几个参数值后,需要进一步确定各量化等级相对于其模糊集的隶属度。一般而言,论域上隶属函数密集度越大,即曲线形状越扁陡,则其分辨率较高,模糊控制系统的灵敏度也较高,其系统的响应结果就越平滑。但是因此模糊控制规则会增加,导致计算时间大大增加。反之,隶属曲线形状变化较缓,则系统响应会不太敏感,并可能导致对于小的输入变化无法及时提供输出控制。所以,在建立隶属函数时,在误差较大的区域采用低分辨率,在误差较小的区域采用较高的分辨率,在误差接近于零的区域选择高的分辨率。根据温度控制的特性以及长时间积累的经验,可以确定E EC和U变量不同等级的隶属度值,具体根据情况而定。本系统中采用三角函数作为硅碳棒模糊控制器输入输出量的隶属度函数。EEC和U的隶属度函数曲线分布图如图3-4所示。在精确量的模糊化过程中,计算机比较实测值和设定值的大小确定误差e(k)和误差变化ec(k),再根据量化因子ke和ke,求e(k)取e(k)和ec(k)在基本论域上的量化等级,由E和EC的隶属函数计算出各自量化等级对应于各模糊子集的隶属度,找出在该量化等级上与最大隶属度对应的模糊合,该模糊集合便代表精确量e(k)和ec(k)的模糊化。一般来说,人们总是习惯于把事物分成三个等级,如事物的大小可分为大、中、小;运动的速度可分为快、中、慢:年龄的大小可分为老、中、轻。所以一般控制系统中都选用“大、中、小”三个词汇来描述硅碳棒模糊控制器的输入、输出变量的状态。由于人的行为在正、负两个方向的判断基本上是对称的,将大、中、小,再加上正、负两个方向并考虑变量的零状态,共有七个词汇,即负大,负中,负小,零,正小,正中,正大一般用英文字头缩写为:NB, NM, NS, Z, PS, PM, PB其中N Negative, B=Big; M=Middle, S=Small, Z=0, P=Positiveo选择较多的词汇描述输入、输出变量,可以使制定控制规则方便,但是控制规则相应变的复杂。选择词汇过少,使得描述变量变得粗糙,导致控制器的性能变坏。一般情况下,都选择上述七个词汇,但是可以根据实际系统的情况需要选择合适个数的语言变量。
    根据温度调节的特点以及长期以来的经验,E, EC和U的词汇选取如以下情况:
    E的语言值取:夏NB, NS, NZ,  PZ, PS, PB
    EC的语言值取:{NB, NM, NS, Z, PS, PM, PB
    U的语言值取:{NB, NM, NS, Z, PS, PM, PB
    论域上究竟取多少个离散点,即n, m和1取多大,并没有严格的规定,但是一般说来,点数越多,论域上模糊子集的定义越细腻,模糊化、模糊推理和解模糊处理也就越细腻,也就是说硅碳棒模糊控制器的控制作用和控制效果就越细腻,精度越高。当论域中的点数取到极端情形即取到无穷多个点时,就相当于连续论域的情况了。但是论域中的点数太大也会带来负作用,这就是处理运算的量加大,数据库的容量加大,因而使计算机有较大的时间和空间上的开销。www.beritawan.com

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