智能控制MATLAB第一部分.ppt
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1、MATLAB模糊逻辑工具箱,工具,命令行函数(以.m文件存放),图形交互工具(GUIGraphical User Interface)(图形用户界面),接口仿真逻辑模块(Simulink环境),图形交互工具箱提供的图形化工具有五类:,模糊推理系统编辑器Fuzzy,隶属度函数编辑器Mfedit(Membership function),模糊规则编辑器Ruleedit,模糊规则观察器Ruleview,模糊推理输入输出曲面视图Surfview(Surface),模糊推理系统编辑器Fuzzy,处理最顶层构建问题,例如输入输出变量的数目、变量名等,激活(进入)方法:命令窗口(command window
2、)执行Fuzzy命令。,激活模糊推理系统系统编辑器:,组成,输入模糊变量图形框,模糊规则图形框,输出模糊变量图形框,基本属性包括:,模糊集合合成运算(连接词的运算),and,min(最小法),prod(乘积法),or,max(最大法),prober(概率法),prober(a,b)=a+b-ab,2.蕴涵计算(Implication),min,prod(乘积法),3.输出的合成计算Aggregation(模糊规则综合采用的方法),Aggregation,max,prober(概率法),sum(求和法),prober(a,b)=a+b-ab,4.逆模糊化计算(Defuzzification),c
3、entroid(重心法),mom(平均最大隶属度法),som(最大隶属度函数中的取最小值法),bisector(面积平分法),lom(最大隶属度函数中的取最大值法),在命令窗口键入mfedit可激活隶属度函数编辑器,MATLAB的FIS结构和存储,1、FIS(模糊推理系统)结构,模糊推理系统是以一种FIS的结构来表示和存储的,访问方法,GUI工具,函数,结构名.成员名,2、存储(.fis文件),访问,readfis读,writefis写,命令函数,1、隶属度函数,函数trimf(表示triangular membership function),格式:y=trimf(x,a b c),其中:参
4、数x指定变量论域范围,参数a,b和c指定三角形函数的形状,该函数在b点处取最大值1,a,c点为0。,例:建立三角形隶属度函数并绘制曲线。x=0:0.1:10;y=trimf(x,3 6 8);plot(x,y)xlable(trimf,P=3 6 8),功能:建立三角形隶属度函数。,函数trapmf(trap表示trapezium梯形),格式:y=trapmf(x,a b c d),其中:参数x指定变量论域范围,参数a,b,c和d指定梯形隶属度函数的形状,该函数在b,c点处取最大值1,a,d点为0。,功能:建立梯形隶属度函数。,例:x=0:0.1:10;y=trapmf(x,1 5 7 8);
5、plot(x,y)xlable(trapmf,P=1 5 7 8),函数gaussmf,格式:y=gaussmf(x,sig c),功能:建立高斯型隶属度函数。,其中:参数x指定变量论域范围,参数c决定了函数的中心点,sig决定了函数曲线的宽度。,高斯函数的表达式为:,例:x=0:0.1:10;y=gaussmf(x,2 5);plot(x,y)xlable(gaussmf,P=2 5),函数zmf,格式:y=zmf(x,a b),功能:建立Z型隶属度函数。,说明:曲线在(a,b)之间是光滑的样条曲线,在a左段为1,b右段为0,跳跃点是(a+b)/2。参数x指定变量论域范围。,例:x=0:0.
6、1:10;y=zmf(x,2 8);plot(x,y)xlable(zmf,P=2 8),函数smf,格式:y=smf(x,a b),功能:建立S型隶属度函数。,说明:曲线在(a,b)之间是光滑的样条曲线,在a左段为0,b右段为1,跳跃点是(a+b)/2。参数x指定变量论域范围。,例:x=0:0.1:10;y=smf(x,2 8);plot(x,y)xlable(smf,P=2 8),2、模糊逻辑系统输入输出变量及隶属度函数的添加,函数addvar,功能:向模糊推理系统中添加语言变量。,格式:a=addvar(a,varType,varName,varBounds),说明:参数列表中,a为模糊
7、推理系统对应的矩阵变量名,varType用于指定语言变量的类型为字符型(如input或output);varName用于指定语言变量的名;varBounds用于指定语言变量的论域范围。注意:对于添加到同一个模糊推理系统的语言变量,按先后顺序自动编号,编号从1开始,逐渐递增。对于分属于输入与输出的不同语言变量则独立地分别编号。,例:a=newfis(tipper);/创建并返回一个新的FIS系统 a=addvar(a,input,service,0 10);getfis(a,input,1)/取得FIS的部分或全部属性,函数addmf,功能:向模糊推理系统的语言变量添加隶属度函数。,格式:a=a
8、ddmf(a,varType,varIndex,mfName,mfType,mfParams),说明:隶属度函数只能为模糊推理系统中已经存在的某一语言变量的语言值添加隶属度函数。参数列表中,a为模糊推理系统对应的矩阵变量名,varType指定语言变量类型的字符串(如input或output);varIndex指定语言变量编号的数字;mfName指定隶属度函数名称;mfType指定隶属度函数类型;mfParams指定隶属度函数的参数。,注意:对于每个语言变量的隶属度函数按该函数被添加的顺序编号,编号从1开始,依次递增。,例:a=newfis(tipper);a=addvar(a,input,se
9、rvice,0 10);a=addmf(a,input,1,poor,guassmf,1.5 0);a=addmf(a,input,1,good,guassmf,1.5 5);a=addmf(a,input,1,excellent,guassmf,1.5 10);plot(a,input,1),3、FIS系统相关操作,函数newfis,功能:创建并返回一个新的模糊推理系统。,格式:a=newfis(fisName),函数readfis,功能:从磁盘中读出并返回模糊推理系统结构变量。,格式:Fismat=readfis(filename),例:fismat=readfis(tipper);/ti
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