2 ende ss2007 v_1_fuzzy_logik_control_1.2 1 fuzzy-klima-regelung simulink für fuzzy control jörg...
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1V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2SS2007
Fuzzy-Klima-RegelungSimulink für Fuzzy Control
Jörg Krone, Ulrich Lehmann, Hans Brenig, Udo Reitz, Michael Schneider
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2V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2SS2007
Inhalt
• Test des Fuzzy-Reglers• Regelstrecke• Regelkreis• Optimierung• Quellenverzeichnis
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Inhalt
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
• >>help fuzzy zeigt alle Parameter zum Aufruf fuzzy• >>fuzzy Aufruf des Fis-Editor• Importieren der vorhandenen Membership Functions in den
Fis-Editor
• Export der Membership Functions in den Workspace von MATLAB
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
• Starten von Simulink
• Neues Modell anlegen
• Aus der Fuzzy Logic Toolbox den Block „Fuzzy Logic Contoller with Ruleviewer“ in das neue Modell kopieren (drag&drop)
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
• Modell speichern
• Laden der Membership Functions aus dem Workspace in den Funktionsblock(Doppelklick auf den Block)
Ist die Simulation zu langsam: „Refresh rate“ sinnvoll erhöhen
Name aus dem Workspace
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
• Wie kann der Fuzzy-Regler getestet werden? Kontrollierter Test!– Zwei Eingänge des Fuzzyreglers
• Temperatur -> steigt und fällt [10…30°C]
• Temperaturänderung -> positiv/negativ/konstant [-3…3]
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
Scope:- oben: Ausgang des Fuzzy-Reglers- mitte: Innentemp. X- unten: dx/dt, Temp.Änderung
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
• Simulationsdauer: 800s
• Sample Time: 1s
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
WAS FÄLLT IHNEN AN DEN GRAPHEN AUF???
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
• Auffälligkeiten:– Ist das sprunghafte Verhalten des
Ausgangs des Fuzzy-Reglers korrekt?– Warum verhält sich der Fuzzy-Regler so
sprunghaft?– Werden die Max.-/Min.-Werte des Fuzzy-
Reglers erreicht? – …
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
• Lösungsvorschläge:
– Definitionsbereich der Membership Functions vergrößern– Eingänge des Fuzzyblocks auf den gültigen
Definitionsbereich begrenzen(„Saturation“)
– …
Das Modell soll so angepasst werden, dass im vorhandenen Scope ein 4. Graph mit dem korrekten Verlauf des Fuzzyausgangs angezeigt wird.
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
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Inhalt
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Testen des Fuzzy-Reglers in MATLAB/Simulink
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Regelstrecke
Einfluss der Aussen-temperatur auf die Innentemperaturdurch die Wand oder Fenster
Verzögerte Reaktion des Kühl-/Heizgerätesnach Verstellen des Thermostats
Verzögerte Reaktion der Innenraumtemp. auf die geänderte Temp. des Kühl-/Heizgerätes
Kennlinie
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Regelstrecke• Kennlinie des Wärme-/Kälteerzeugers
Jetzt die Kennlinie in das vorhandene Modell der Regelstrecke eingeben!!!
heizen
kühlen
y
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Regelkreis
• Look Up Table ist eingebaut
• Fuzzy-Regler in dieses Modell integrieren
• Eingänge vom Fuzzy-Regler– Innentemperatur– Temperaturänderung innen
T1=1/10 Tv
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Regelkreis
• Jeweils in einem Scope soll folgendes zu sehen sein– Innenraumtemperatur und Ausgang von
Fuzzy-Regler– Eingangsgößen in Fuzzy-Regler– Aussentemperatur
• Begrenzer nicht vergessen
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Regelkreis
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Regelkreis
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Regelkreis (Optimierung)
• Ziel: 20°C ist noch nicht erreicht
• Welche Möglichkeiten der Verbesserung des Modells gibt es?– Regeln überprüfen und gegebenfalls
anpassen– Struktur des Fuzzy-Reglers erweitern
(I-Anteil)– …
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Regelkreis (Optimierung)• Optimierung der Fuzzy-Regeln durch Anpassen
der Fuzzy-Regeln
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Quellenverzeichnis
• Fuzzy Control für IngenieureJörg KahlertISBN 3-528-05460-3
• Fuzzy-Logik und Fuzzy-ControlJörg Kahlert, Hubert FrankISBN 3-528-05304-6
• www.kahlert.com
• Hoffmann, J.; Brunner, U.: Matlab & Tools für die Simulation dynamischer Systeme
• Lehmann, Ulrich: Skript Prozessrechensysteme
• ftp-Server: ftp://193.174.71.../Neuro-Fuzzy-Systeme%20CI%20(RTII)/Vorlesung_FH_SWF/
• Lehmann, U.; Krone, J.: Vorlesung Neuro-Fuzzy-Systeme, FH-SW Iserlohn, SS 2003