室溫模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3.7所示。它包括存儲與模糊控制相關(guān)知識的知識庫、把精確的語言變量利用某種規(guī)則轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的模糊集的模糊化模塊、涵蓋模糊推理規(guī)則以及模糊運(yùn)算法則的模糊推理模塊以及將模糊輸出清晰化為精確語言量或確定的函數(shù)關(guān)系的精確化模塊。室溫模糊控制過程可以表述為:首先由室溫測量傳感器測得實際的室內(nèi)溫度,然后將采集到的溫度信息轉(zhuǎn)化為計算機(jī)語言,并且與室內(nèi)溫度的設(shè)定值進(jìn)行比較,得到差值。計算機(jī)將輸入的差值進(jìn)行精確信息模糊化,依據(jù)事先制定好的判斷規(guī)則和調(diào)整方法,改變實際的模糊輸出,再將其轉(zhuǎn)化為實際的溫度控制量,實現(xiàn)空調(diào)房間溫度的模糊控制。

室溫模糊二維控制器的具體設(shè)計步驟如下:

1.確定模糊控制器的輸入輸出變量和論域

模糊集合論域的選擇是存在很大的人為因素的,量化等級越高,控制器所對應(yīng)的控制規(guī)則數(shù)目就越多,控制精度也越高,但是控制規(guī)則數(shù)目增加會使控制系統(tǒng)過于復(fù)雜,不利于計算,所以,應(yīng)該根據(jù)實際控制參數(shù)的精度要求來確定模糊論域。

2.確定模糊控制器的控制規(guī)則

模糊控制規(guī)則的建立需要依據(jù)溫度誤差和誤差變化率,結(jié)合實際溫度控制經(jīng)驗來確定。模糊控制規(guī)則的出發(fā)點(diǎn)就是要消除溫度誤差,使溫度保持在一定值。當(dāng)溫度誤差大或者較大時,不管誤差變化率如何,控制量的選取應(yīng)該以消除誤差為主;當(dāng)誤差較小時,控制量的選取應(yīng)該防止溫度超調(diào),這時候主要以保證溫度恒定為主。

3.確定各模糊變量的隸屬函數(shù)值

在溫度模糊控制器的輸入變量溫度誤差e和誤差的變化率&以及控制輸出量W的論域和模糊集合確定以后,需要確定其隸屬度函數(shù)。為了使計算方便和符合實際溫度控制操作要求,這里選擇所有的隸屬函數(shù)都為三角形隸屬函數(shù),隸屬函數(shù)的選擇在一定程度上存在很大的主觀因素,但是隸屬函數(shù)的選擇都要以保證控制精度要求為前提。

4.有了隸屬函數(shù)之后,就可以利用模糊數(shù)學(xué)來計算蘊(yùn)含關(guān)系,接著就可以編寫控制程序,利用控制目標(biāo)調(diào)整控制參數(shù),完成控制器設(shè)計。