1.1 模糊编辑器操作
对于一个模糊控制系统,首先需要使用MATLAB自带的模糊编辑器进行模块规则的编辑,在MATLAB执行fuzzy,打开模糊编辑器,你可以看到如下的界面:
这个是模糊编辑器的基本界面,之后需要在模糊编辑器中设置模糊规则控制文件,按照论文中的要求,这里有三个输入一个输出,且都其隶属函数满足高斯隶属函数,再根据其值域变换范围,得到如下的结果。
下面分别对三个输出和一个输出进行编辑。
双击打开输入输出编辑,得到如下的界面:
下面分别对三个输入和一个输出进行编辑。
V:
a:
Ac:
Dy:
然后双击打开控制器编辑器,得到如下的界面,开始进行模糊规则的输入:
在里面输入模糊控制规则。输入完成后得到如下的结果:
这里共输入175条模糊规则,输入完成后见如上的效果。
通过查看设置完的模糊规则如下所示:
将模糊规则文件保存,可以得到fis文件。
后面的设计,都将基于这个模糊规则文件进行。
然后,我们将在Simulink中进行系统的设计。
1.2 系统的搭建
1.2.1模糊控制器的仿真与分析
为了方便分析,我们首先不将模糊控制得到的档位值反馈给汽车,直接使用已知的速度来输入到模糊控制器中,从而得到一个在开环条件下的结果,其结果如下所示:
V |
a |
模糊控制器 |
汽车档位 |
Ac |
(注意,这个图仅仅为示意图,这里不要直接复制到你的论文中)
其在Simulink中进行搭建模型,其模型如下所示:
运行如上的模块,可以得到如下的仿真结果。
输入的V,Ac,a
输出的档位:
从上面的仿真结果可以看到,当系统为直接输入的时候,得到的档位信息会出现突变。
其模糊规则表如下所示:
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Ac |
VS |
S |
M |
B |
VB |
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a |
VS S M B VB |
VS S M B VB |
VS S M B VB |
VS S M B VB |
VS S M B VB |
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1 |
NB |
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2 |
NM |
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3 |
NS |
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4 |
M |
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5 |
PS |
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5 |
PM |
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5 |
PB |
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注意,这个模糊规则表,是根据实际驾驶的情况得到的。不同的汽车和驾驶员,可能有不同的规则,这里只是给出一个标准的规则。
将规则输入模糊编辑器。
对应论文中的五个立体图形如下所示:
输入加速度为VB:
输入加速度为B:
输入加速度为M:
输入加速度为S:
输入加速度为VS:
这里几个图式在模糊编辑器中的surface给出的,和论文中存在一定的区别。
注意,这里Step1中式按照论文“AMT汽车模糊三参数换挡规律研究”中的
这个结构改变得到的。
然后在simulink中搭建如下的平台:
下面针对几组情况进行测试:
加速度为3的时候,换挡情况:
加速度为0的时候,换挡情况:
加速度为-3的时候,换挡情况:
从上面的仿真可以看到,在加速度一定的时候,油门开度越小,汽车可以在较低速的时候达到高档位。当油门开度一定的时候,加速度越大,达到高档位的速度就越小。
这个仿真结果和我们的设计初衷一致,这说明仿真结果的正确性。
以上是模糊控制系统的仿真与分析,下面设计档位切换模块,根据模糊控制输出的值和档位的对于关系,设计档位切换模块。
通过仿真,上面的六个仿真结果对于的档位图如下所示:
下面,我们将整个系统进行设计与仿真,这个参考论文中的如下截图:
前面的设计实现了以上原理框图的虚线部分,和量化因子部分。(由于“AMT汽车模糊三参数换挡规律研究”)中没有提供整个系统的仿真效果,所以具体的仿真内容请参考
“基于模糊规则递推的车辆自动换挡策略仿真研究”
这里,我们采取了简化的设计结构,具体如下所示:
系统的仿真结果如下所示:
输入的开度:
通过调整,其档位自动调整如下所示:
汽车的速度变化如下:
来源:oschina
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