Модель Simulink

Модель управляет температурой душа, используя систему нечеткого вывода, реализованную с помощью блока Fuzzy Logic Controller. Откройте shower модель.

open_system('shower')

Для этой системы вы контролируете скорость потока жидкости и температуру душа, регулируя клапаны горячей и холодной воды.

Поскольку для нечеткой системы существуют два входов, модель конкатенирует входные сигналы с помощью блока Mux. Выход блока Mux соединяется с входом блока Fuzzy Logic Controller. Точно так же два выходных сигнала получаются с использованием блока Demux, соединенного с контроллером.

Система нечеткого вывода

Нечеткая система определяется в объекте FIS, fisMatrix, в рабочей области MATLAB ®. Для получения дополнительной информации о том, как задать FIS в блоке Fuzzy Logic Controller, см. «Нечеткий логический контроллер».

Два входа в нечеткую систему являются ошибкой температуры, temp, и ошибка скорости потока жидкости, flow. Каждый вход имеет три функции членства.

figure
plotmf(fisMatrix,'input',1)
figure
plotmf(fisMatrix,'input',2)

Два выхода нечеткой системы являются скоростью, с которой клапаны холодной и горячей воды открываются или закрываются, cold и hot соответственно. Каждый выход имеет пять функций членства.

figure
plotmf(fisMatrix,'output',1)
figure
plotmf(fisMatrix,'output',2)

Нечеткая система имеет девять правил для регулировки клапанов горячей и холодной воды на основе ошибок потока и температуры. Правила регулируют общую скорость потока жидкости на основе ошибки потока и регулируют относительные горячие и холодные скорости потока жидкости на основе ошибки температуры.

fisMatrix.Rules

ans = 

  1x9 fisrule array with properties:

    Description
    Antecedent
    Consequent
    Weight
    Connection

  Details:
                                  Description                          
         ______________________________________________________________

    1    "temp==cold & flow==soft => cold=openSlow, hot=openFast (1)"  
    2    "temp==cold & flow==good => cold=closeSlow, hot=openSlow (1)" 
    3    "temp==cold & flow==hard => cold=closeFast, hot=closeSlow (1)"
    4    "temp==good & flow==soft => cold=openSlow, hot=openSlow (1)"  
    5    "temp==good & flow==good => cold=steady, hot=steady (1)"      
    6    "temp==good & flow==hard => cold=closeSlow, hot=closeSlow (1)"
    7    "temp==hot & flow==soft => cold=openFast, hot=openSlow (1)"   
    8    "temp==hot & flow==good => cold=openSlow, hot=closeSlow (1)"  
    9    "temp==hot & flow==hard => cold=closeSlow, hot=closeFast (1)" 

Симуляция

Модель моделирует контроллер с периодическими изменениями уставок температуры воды и скорости потока жидкости.

set_param('shower/flow scope','Open','on','Ymin','0','Ymax','1')
set_param('shower/temp scope','Open','on','Ymin','15','Ymax','30')
sim('shower',50)

Скорость потока жидкости отслеживает уставку хорошо. Температура также отслеживает ее уставку, хотя есть отклонения температуры, когда контроллер настраивается, чтобы соответствовать новой уставке потока.

bdclose('shower') % Closing model also clears its workspace variables.