室溫模糊控制系統結構圖如圖3.7所示。它包括存儲與模糊控制相關知識的知識庫、把精確的語言變量利用某種規則轉化為相應的模糊集的模糊化模塊、涵蓋模糊推理規則以及模糊運算法則的模糊推理模塊以及將模糊輸出清晰化為精確語言量或確定的函數關系的精確化模塊。室溫模糊控制過程可以表述為:首先由室溫測量傳感器測得實際的室內溫度,然后將采集到的溫度信息轉化為計算機語言,并且與室內溫度的設定值進行比較,得到差值。計算機將輸入的差值進行精確信息模糊化,依據事先制定好的判斷規則和調整方法,改變實際的模糊輸出,再將其轉化為實際的溫度控制量,實現空調房間溫度的模糊控制。

室溫模糊二維控制器的具體設計步驟如下:

1.確定模糊控制器的輸入輸出變量和論域

模糊集合論域的選擇是存在很大的人為因素的,量化等級越高,控制器所對應的控制規則數目就越多,控制精度也越高,但是控制規則數目增加會使控制系統過于復雜,不利于計算,所以,應該根據實際控制參數的精度要求來確定模糊論域。

2.確定模糊控制器的控制規則

模糊控制規則的建立需要依據溫度誤差和誤差變化率,結合實際溫度控制經驗來確定。模糊控制規則的出發點就是要消除溫度誤差,使溫度保持在一定值。當溫度誤差大或者較大時,不管誤差變化率如何,控制量的選取應該以消除誤差為主;當誤差較小時,控制量的選取應該防止溫度超調,這時候主要以保證溫度恒定為主。

3.確定各模糊變量的隸屬函數值

在溫度模糊控制器的輸入變量溫度誤差e和誤差的變化率&以及控制輸出量W的論域和模糊集合確定以后,需要確定其隸屬度函數。為了使計算方便和符合實際溫度控制操作要求,這里選擇所有的隸屬函數都為三角形隸屬函數,隸屬函數的選擇在一定程度上存在很大的主觀因素,但是隸屬函數的選擇都要以保證控制精度要求為前提。

4.有了隸屬函數之后,就可以利用模糊數學來計算蘊含關系,接著就可以編寫控制程序,利用控制目標調整控制參數,完成控制器設計。