室温模糊控制系统结构图如图3.7所示。它包括存储与模糊控制相关知识的知识库、把精确的语言变量利用某种规则转化为相应的模糊集的模糊化模块、涵盖模糊推理规则以及模糊运算法则的模糊推理模块以及将模糊输出清晰化为精确语言量或确定的函数关系的精确化模块。室温模糊控制过程可以表述为:首先由室温测量传感器测得实际的室内温度,然后将采集到的温度信息转化为计算机语言,并且与室内温度的设定值进行比较,得到差值。计算机将输入的差值进行精确信息模糊化,依据事先制定好的判断规则和调整方法,改变实际的模糊输出,再将其转化为实际的温度控制量,实现空调房间温度的模糊控制。

室温模糊二维控制器的具体设计步骤如下:

1.确定模糊控制器的输入输出变量和论域

模糊集合论域的选择是存在很大的人为因素的,量化等级越高,控制器所对应的控制规则数目就越多,控制精度也越高,但是控制规则数目增加会使控制系统过于复杂,不利于计算,所以,应该根据实际控制参数的精度要求来确定模糊论域。

2.确定模糊控制器的控制规则

模糊控制规则的建立需要依据温度误差和误差变化率,结合实际温度控制经验来确定。模糊控制规则的出发点就是要消除温度误差,使温度保持在一定值。当温度误差大或者较大时,不管误差变化率如何,控制量的选取应该以消除误差为主;当误差较小时,控制量的选取应该防止温度超调,这时候主要以保证温度恒定为主。

3.确定各模糊变量的隶属函数值

在温度模糊控制器的输入变量温度误差e和误差的变化率&以及控制输出量W的论域和模糊集合确定以后,需要确定其隶属度函数。为了使计算方便和符合实际温度控制操作要求,这里选择所有的隶属函数都为三角形隶属函数,隶属函数的选择在一定程度上存在很大的主观因素,但是隶属函数的选择都要以保证控制精度要求为前提。

4.有了隶属函数之后,就可以利用模糊数学来计算蕴含关系,接着就可以编写控制程序,利用控制目标调整控制参数,完成控制器设计。