環(huán)境實(shí)驗(yàn)室溫、濕度模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

模糊控制器選用雙輸人單輸出控制方式，以溫度誤差e和誤差變化率ec作為輸入變量，以u(píng)作為輸出變量。模糊子集為E=EC=U={NB，NM，NS，ZE，PS，PM，PB}={負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小，零，正小，正中，正大)，其論域?yàn)椋篹=ec=u=[-3，3]={-3，-2，-1，0，1，2，3}。隸屬度函數(shù)采用三角分布函數(shù)，如圖3所示。

根據(jù)控制系統(tǒng)的輸入／輸出特性，以消除溫度偏差為控制目標(biāo)，制訂控制規(guī)則如表1所示。

由模糊規(guī)則進(jìn)行推理可以得出模糊控制器語言規(guī)則的輸入輸出關(guān)系，其關(guān)系是一個(gè)非線性的關(guān)系曲面。當(dāng)偏差較大時(shí)，控制量的變化應(yīng)盡力使偏差迅速減小；當(dāng)偏差較小時(shí)，除了要消除偏差外，還要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性，防止系統(tǒng)出現(xiàn)過沖，甚至引起系統(tǒng)振蕩。由隸屬度函數(shù)及規(guī)則表，使用Mamdani推理方法和面積重心法進(jìn)行清晰化，可得到控制查詢表。

對(duì)應(yīng)輸出量U實(shí)際意義如表3所示。

注：√表示啟動(dòng)；×表示不啟動(dòng)
工作機(jī)理：依照模糊控制查詢表建立的二維常數(shù)數(shù)組，將輸入偏差E和偏差變化率EC量化到其基礎(chǔ)變量論域，作為數(shù)組的行和列實(shí)時(shí)檢索該查詢表，得到實(shí)時(shí)輸出U，依照輸出量U的實(shí)際意義控制加熱器或制冷器，從而驅(qū)使溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。