模糊PI控制的Simulink仿真（保姆级别）

前几天搜索模糊pi控制的相关仿真流程，发现csdn没有比较好的、完整的能跑出结果的模糊pid控制仿真模型。通过几天的学习和查阅文献，我现在将我仿真的步骤和出现的问题给大家分享一下，希望大家也一起交流一下自己的问题和心得。

首先我们要清晰的知道模糊pid的流程，这里简单和大家分享一下：

由上面的图我们可以知道，模糊pid需要确定隶属函数、控制规则，隶属函数是模糊化和反模糊化的关键。

接下来进入simulink模型搭建环节：

step1：在MATLAB命令行窗口中输入fuzzy——目的：打开模糊控制工具箱

输入命令后会弹出这样一个窗口

step2: 确定模糊控制量和模糊输出量

对于模糊pi控制，其结构框图如下：

 由此可知，我们要设置的模糊控制工具箱的输入既为e、ec、和。

        此处：e为实际值与给定值的差值。

                   ec为e的导数。

                   为Kp的增量。

                    为Ki的增量。

因此，我们在刚才打开的界面，点击左上角Add-Add variable-input增加一个输入，同理：Add-Add variable-output 增加一个输出。

 到这一步我们为了与实际相符，更改一下他们的名字，既分别点击每一个框框，更改Name：

 设置好就这样：

 step3：确定隶属函数（输入、输出都要）——目的：为了模糊化和去模糊化

我们知道，隶属函数是针对输入、输出的，所以我们要打开确定隶属函数窗口的方法也就是双击输入or输出，打开的界面如下：

 在这里，我们一般是用中间三角形的隶属函数，两边高斯型的隶属函数，对于这个框图，我们要了解这四个部分：

1）range

这个时设置输入、输出的边界，这里要根据你自己控制的策略去选择，这里我介绍我的设置方法，大家可以做一个例子。

在这里我首先定义，输入和输出的论域和隶属函数如下图：

 一共七个等级，论域是【-3，3】（这个要记住哦！！！！后面会用到）

2）Name

大家可能好奇，为啥name都要拉出来，没错，这里我们要严格按照matlab初始的时候给我们的顺序来从左到右定义我们的等级，这样子后面写模糊规则会方便很多。

3）type

在这里，我们就用三角形和高斯，也就是我下图圈出来的部分：

3）Parms 

 我们知道 等腰三角形定点，分别是与X轴的交点和最高点，输入的这三个数既为与X轴的交点和最高点的横坐标，如：

这四个部分确定好了之后，这里介绍一下高斯函数怎么确定，可能大家觉得三角形定点好确定，那高斯怎么确定呢？我的做法是先把他当作三角形输入，再改变数据类型。 

 最后确定好的隶属函数图就如下所示：

 同理，可以点击输入的另一个量和输出来输入相同的隶属函数。

step 4：确定模糊规则

这一部分就是要查文献啦，比如你研究的领域，肯定会有经验确定的模糊规则表，那我现在只说已经有了模糊控制表，要怎么表达到模糊工具箱。

双击中间这部分，就可以看到这样一个框图，里面的输入输出以及你定义每一个程度 

都可以在这里找到：

 那我们的控制规则，就是按照if（e is **）and（ec is **）then（d_Kp is **）(d_Ki is **)来书写的，具体方法就是如我现在写的第一条语句，就是点击下面这些再点击Add就可以显示在上面啦：

当然，比如你输错了或者错输，分别可以点击chang rule 和delete rule 。

遍历完所以的可能后，比如我现在是7个等级，那就是7*7=49种可能，也就是49条语句。

step5：在simulink实现模糊控制

首先我们键入以上数据后，右上角点击×，然后弹出save对话框，我们点yes，然后更改一下名字，方便后续simulink搭建：

 然后点击我们要进行模糊pi控制的simulink系统，对于模糊控制部分，我们最好建立一个子系统，这样美观：

 我们可以看到，差值进入模糊pi子系统后输出，这也另一个方面反应，其实我们的模糊pi实际上也是pi的功效，只不过是要确定更好的kp、ki参数。

模糊pi系统图如下：

 对此，我们分别来讲述它的设置与作用：

1）PI controller

这里我用的是离散系统，所以 sample time取-1，同时我们知道，pi参数我们是通过模糊控制得出的，所以选择source为external。

 2）Fuzzy Logic Controller

 对于这个模型，因为我们刚才已经用工具箱设置了，所以，这里仅更改fis name为刚刚设置的名字。

 3）saturation

这个模块一定要加，不然系统运行速度会因为成千上百条的警告而变得十分慢，而且会出不来效果，e和ec这里我都加了限幅模块，设置的上下限即为刚才隶属参数的论域。

4）zero order hold

这个模块我是看人家文献加的，离散的话可以加一下，效果可能会好点。

5）Kp、Ki计算

这个地方不要忘记，我们用模糊控制得出的是 和，所以在这之后，还要与我们通过经验调节的差不多的pi相加，才能得到真实的pi值。因为我之前设置好的pi差不多就是2.5和30，那我就在此基础上调节，用sum相加最后输入到picontroller就可以了。

以上就是整个pi系统的搭建，欢迎大家批评指正，也欢迎在评论区留言分享。

最后

以上就是俏皮金鱼为你收集整理的模糊PI控制的Simulink仿真（保姆级别）的全部内容，希望文章能够帮你解决模糊PI控制的Simulink仿真（保姆级别）所遇到的程序开发问题。

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