一種基于模糊-PI雙模控制器設計方法

　　2.3 模糊控制器設計

　　2.3.1 確定輸入、輸出隸數度函數

　　模糊控制器采用二維結構，以偏差e和偏差變化率ec作為模糊控制器的輸入信號，將模糊控制器進行模糊化、模糊邏輯推理、解模糊化等一系列操作，最后得到模糊控制器輸出控制量信號u。模糊推理輸入的語言變量為E和EC，模糊論域為[-6，6]，輸出模糊論域變量為U，模糊論域為[0，10]。實際偏差e的變化范圍是[-0.5，0.5]，實際偏差變化率ec的變化范圍是[-1，1]，實際輸出控制量u的變化范圍是[0，10]。因此可確定偏差e的量化因子Ke=12，偏差變化率ec的量化因子Kec=6，控制量u的量化因子Ku=1。變量E的語言值設定為6個，即{負大（NB）、負中（NM）、負小（NS）、正小（PS）、正中（PM）、正大（PB）}；將變量EC的語言值設定為5個，即{負大（NB）、負小（NS）、零（Z）、正小（PS）、正大（PB）}；輸出變量U的語言值設定為5個，即{負大（NB）、負小（NS）、零（Z）、正小（PS）、正大（PB）}，并設定好隸屬函數，如圖3、圖4和圖5所示。

圖3 E隸屬度函數圖

圖4 EC隸屬度函數圖

圖5 U隸屬度函數圖

　　2.3.2 模糊規則設計

　　模糊-PI雙模控制中的模糊控制器主要工作在過渡過程，希望模糊控制能加快系統響應速度，根據偏差和偏差變化率的不同狀態、工程設計人員的技術知識和實際操作經驗，建立合適的模糊規則表，得到模糊控制規則如表1所示。

表1 模糊-PI雙模控制的模糊控制規則