MATLAB模糊逻辑工具箱实例分析——淋浴水温模型控制
一.模糊模型的系统分析
本实验以MATLAB模糊控制箱中的淋浴水温模型控制为例，结合simulink的应用，讲述模糊控制方法在淋浴水温控制方面的应用。 模型shower.mdl是一个淋浴温度及水量调节的模型控制系统的仿真，该模糊控制器的结构采用双输入-双输出模糊控制器完成任务，输入变量分别是水流量和水温，输出变量分别是对热水阀和冷水阀的控制方式。
二．用仿真模型图观察系统结构
模糊控制器工具箱的最大优点之一是能够直接将模糊系统放入
simulink中并在仿真环境中测试它们。
在MATLAB主窗口中，键入shower，回车便弹出如图1所示的淋浴水温控制体统的仿真模型图。
Muxflowscopehot watervalveMux5f(u)MuxMux2flow ratef(u)tempMuxtempscopeMuxMux3inTo WorkspaceMux4tempsetpointtemperrorflowerrorflowsetpointcold watervalveDemuxDemuxoutTo Workspace1Fuzzy LogicController
由模型图可知，“shower”系统通过调节热水阀（hot water
valve）和冷水阀（cold water valve）调节水流量（flow rate）和水温（temp）。输出用示波器显示，通过示波器上的图形可以清楚地看到温度和水流量跟踪目标要求的性能。
在shower模型图上，用鼠标右键单击“ Fuzzy LogicController”模块，再单击弹出菜单中的“Look Under Mask”就弹出如图2的对话框，它的“FIS Wizard”模框内写着“FIS”，表明已经嵌入FIS结构文件。
1In1FISFIS Wizard1Out1 图2 '\的FIS连接对话框
用鼠标右键单击“ FIS Wizard”模块，再单击弹出菜单中的“Look Under Mask”，就弹出shower系统的FIS详细结构图，如图3所示
emuxInput MFtemp1In1DemuInput MFflowemuxRuleRule2AggMethod1emuxRuleRule1maxCOADefuzzification1RuleRule3Output MFmaxemuxCOADefuzzification2coldRuleRule4AggMethod2Output MFemuxhotRuleRule5emuxRuleRule6Total FiringStrength>Zero Firing Strength0-C-MidRangeSwitch?1Out1emuxRuleRule7RuleRule8emuxemuxRuleRule9 图3 shower系统的FIS详细结构图
从图中可以了解shower模糊系统的FIS基本结构，它有两个输入（flow rate和temp）、九条规则，比较形象，直观。
三．FIS结构文件分析
（1）在MATLAB主窗口中键入fuzzy shower，回车弹出shower的FIS编辑器，如图4所示：
图4 FIS编辑器
在FIS编辑器界面上，分别双击两输入(temp 和flow)两输出（cold 和 hot），得出MF编辑器，逐次单击图中的隶属度函数图线，如图5所示：
图5 MF编辑器
MATLAB模糊逻辑工具箱实例分析——淋浴水温模型控制
