人工智能实验报告

人工智能实验报告 实验名称：模糊方法实现电热箱的闭环控制实验 模糊逻辑控制(Fuzzy Logic Control)简称模糊控制(Fuzzy Control)，是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。1965 年，美国的L.A.Zadeh创立了模糊集合论；1973 年他给出了模糊逻辑控制的定义和相关的定理。1974 年，英国的E.H.Mamdani 首先用模糊控制语句组成模糊控制器，并把它应用于锅炉和蒸汽机的控制，在实验室获得成功。这一开拓性的工作标志着模糊控制论的诞生。 模糊控制实质上是一种非线性控制，从属于智能控制的范畴。模糊控制的一大特点是既具有系统化的理论，又有着大量实际应用背景。模糊控制的发展最初在西方遇到了较大的阻力；然而在东方尤其是在日本，却得到了迅速而广泛的推广应用。近 20 多年来，模糊控制不论从理论上还是技术上都有了长足的进步，成为自动控制领域中一个非常活跃而又硕果累累的分支。其典型应用的例子涉及生产和生活的许多方面，例如在家用电器设备中有模糊洗衣机、空调、微波炉、吸尘器、照相机和摄录机等；在工业控制领域中有水净化处理、发酵过程、化学反应釜、水泥窑炉等的模糊控制；在专用系统和其它方面有地铁靠站停车、汽车驾驶、电梯、自动扶梯、蒸汽引擎以及机器人的模糊控制等。 模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的微机数字控制。它能模拟人的思维,构成一种非线性控制,以满足复杂的、不确定的过程控制的需要,是一种典型的智能控制。 模糊控制系统类似于常规的微机控制系统,如下图所示: 图 1 模糊控制系统的构成图 一、实验目的 1. 学习由已知对象建立一个双入单出模糊控制器; 2. 掌握利用模糊控制器实现温度控制的方法。 二、实验原理及内容 模糊控制器最常用的都是二维的,其输入变量有两个(X1,X2),输出变量只有一个(Y)。在实际控制系统中,X1 一般取为误差信号,X2 一般取误差的变化,由于同时考虑到误差和误差变化的影响,所以才能保证系统稳定,不致于产生振荡。模糊控制系统的方框图如下图所示: 图2 模糊控制系统结构框图 图中,E 为实际误差,EC 为实际误差变化,U 为控制量。下面就以电热箱为控制对象,介绍双入单出模糊控制器的设计。 1. 模糊控制器设计 (1) 模糊化 误差E∈[-30℃,230℃],且 L＝7,误差的比例因子 α=7/230,这样就有 E=α·E。采用就近取整原则,得 E 的论域为:X={-1,0,+1,+2,+3,+4,+5}。 而误差的语言变量在论域...