
MATLAB在模糊控制软件开发平台中的应用研究
作品编号:DZDQ1009 开发环境: WORD全文:58页 论文字数:24000字 此MATLAB在模糊控制软件开发平台中的应用研究毕业设计完整版包含[开题报告,论文] |

针对目前国内模糊控制软件开发工具落后的现状,研究①模糊控制软件开发平台的实际意义;②模糊控制系统设计及MATLAB仿真方法;③MATLAB在模糊控制软件开发平台中的应用方法;④MATLAB引擎函数库在模糊控制软件开发平台中的应用研究;⑤独立C代码模糊推理引擎函数在模糊控制软件开发平台中的应用研究。
1、第一周:明确课题任务及要求,搜集课题所需资料,掌握资料查阅方法,了解本课题研究现状、存在问题及研究的实际意义。
2、第二周至第三周:查阅相关资料,自学相关内容,掌握模糊控制方法以及MATLAB仿真方法,确定课题总体方案,分配课题任务,确定个人研究重点,做好选题报告。
3、第四周至第七周:研究模糊控制系统设计及MATLAB仿真方法以及MATLAB在模糊控制软件开发平台中的应用方法;
4、第八周至第十周:具体研究MATLAB引擎函数库在模糊控制软件开发平台中的应用以及独立C代码模糊推理引擎函数在模糊控制软件开发平台中的应用。
5、 第十一周至第十四周:整理资料,撰写毕业设计论文,答辩。
论文研究的主要内容是国家教育部重点资助项目“复杂系统的计算机控制”中的部分研究内容,主要包括两个方面:
1、模糊控制系统设计研究及仿真方法。介绍了模糊控制器结构、模糊推理系统设计,并对模糊控制系统在SIMULINK中的仿真方法进行了研究。
2、MATLAB在模糊控制软件开发平台中的应用研究。分别研究了(1)MATLAB 引擎函数库在模糊控制软件开发平台中的应用;(2)独立C代码模糊推理引擎函数在模糊控制软件开发平台中的应用[11]。
本文的研究分为三个部分:
(1)对模糊控制理论的产生、应用、现状与发展以及现在所存在的问题进行了分析。
(2)模糊控制系统的设计与仿真。具体介绍了模糊控制系统的结构和模糊推理系统等方面的内容,以及重点介绍了利用MATLAB模糊逻辑工具箱(MATLAB Fuzzy Logic Toolbox)进行模糊推理系统的设计与模糊控制系统在Simulink中的仿真方法。文中给出了实例可供设计模糊控制系统时参考[6,12,13]。模糊控制系统设计仿真的研究为MATLAB在模糊控制软件开发平台中的应用研究提供了重要的理论与实践基础。
(3)在模糊控制器的设计中,如果对于计算机控制系统采用高级语言或汇编语言进行编程会比较复杂,因此在实际中引入模糊控制存在一定的困难。MATLAB中的模糊逻辑工具箱(Fuzzy Logic Toolbox)为我们进行模糊控制系统设计提供了很好的仿真分析工具。如果能实现将MATLAB与其它高级语言实现共享,在高级语言中直接调用MATLAB应用程序,或者在MATLAB中直接调用高级语言编应用程序,这将大大减轻实际模糊控制系统的软件设计工作量。本文采用MATLAB提供的应用程序接口(Application Program Interface)[14,15]来支持与外部数据和程序的交互。API提供的功能有:在MATLAB中调用C、FORTRAN或Java程序,MATLAB与外部程序数据交换,以及在C或FORTRAN程序中调用MATLAB。在本论文研究了两种方法解决模糊控制系统的设计问题。①利用MATLAB引擎函数库,将MATLAB作为一个计算引擎使用,在C++应用程序中直接调用[16];②利用MATLAB Fuzzy Logic Toolbox 中的独立C代码模糊控制推理引擎文件,将其嵌入到C语言应用程序中,实现在应用程序中对在MATLAB Fuzzy Logic Toolbox中已建立的模糊推理系统进行处理。这两种方法为模糊控制软件开发平台设计提供了一种非常有效的手段。利用第一种方法可解决基于VC++的开发平台的模糊控制器的编辑问题以及在开发平台上对模糊控制系统进行仿真调试问题。利用第二种方法可解决在开发平台上自动生成模糊控制C语言执行程序的问题。利用这两种方法实现的模糊控制软件开发平台为模糊控制的研究成果尽快应用到实际工程中提供了重要的手段[17]。
本论文主要研究了模糊控制系统的设计仿真和MATLAB在模糊控制软件开发平台的应用。该研究对将模糊控制理论尽快应用到工程实际中提供了重要的手段,因此具有很高的应用和研究价值。
本文主要研究了模糊控制系统的设计与仿真方法,包括模糊控制器的基本结构、模糊推理系统的设计方法、模糊控制系统仿真等方面的内容。详细介绍了利用MATLAB模糊逻辑工具箱提供的图形用户界面(GUI)方便、快速地完成工作模糊推理系统的设计,并将设计好的推理系统在SIMULINK中进行仿真,这为模糊控制系统的辅助设计带来了极大的方便,也为下面进一步研究模糊控制软件开发平台作了很好的铺垫。
本文还重点研究了MATLAB应用程序接口在模糊控制软件开发平台中的应用研究,分别研究了MATLAB引擎函数库和独立C代码引擎两种方法。两种方法各有其实用性。前一种方法通常适用于在实际控制系统的上位机中使用,如进行数据处理、仿真调试、图形绘制等;后一种方法实时性较好,便于嵌入式应用。这两种方法为模糊控制软件开发平台设计提供了一种简单而有效的手段。利用第一种方法可解决基于VC++的开发平台的模糊控制器的编辑问题以及在开发平台上对模糊控制系统进行仿真调试的问题。利用第二种方法可解决在开发平台上自动生成模糊控制C语言执行程序的问题。这两种方法为模糊控制的研究成果尽快应用到工程实际过程中提供了一种简单而有效的方法。
目 录
摘 要Ⅰ
Abstract .Ⅱ
第1章 绪论1
1.1 模糊控制理论的产生.1
1.2 模糊控制理论发展概况.2
1.3模糊控制目前所面临的任务3
1.4本文研究的内容、方案与特点.3
1.4.1 本文研究的主要内容.4
1.4.2 本文采取的方案与特点.4
第2章 模糊控制系统设计与仿真方法研究6
2.1 模糊控制系统设计基础.6
2.1.1 基本模糊控制器的结构.6
2.1.2 模糊推理系统.7
2.1.3 模糊推理系统的设计步骤.8
2.2 MATLAB模糊逻辑工具箱8
2.2.1模糊逻辑工具箱概述8
2.2.2 图形用户界面系统.8
2.2.3 使用图形界面建立模糊推理系统.9
2.3 模糊控制系统设计与仿真实例.13
2.3.1 控制系统的组成13
2.3.2 模糊控制器的设计13
2.3.3 模糊推理系统的设计与仿真15
2.3.4 模糊推理系统FIS的建立15
2.3.5 控制系统的仿真17
2.4 小结.18
第3章 MATLAB引擎函数库在模糊控制软件开发平台中的
应用研究19
3.1 MATALB计算引擎.19
3.1.1 MATALB应用程序接口概述19
3.1.2 MATLAB计算引擎的概念及功能20
3.1.3 引擎函数库20
3.2 MATLAB引擎函数应用示例21
3.2.1 Microsoft VC++6.0集成环境中MATLAB引擎程序的建立和调试21
3.2.2 应用示例一:在C语言应用程序中调用MATLAB命令进行作图23
3.2.3 应用示例二:在C语言应用程序中调用MATLAB命令进行计算27
3.3 MATLAB引擎函数在模糊控制软件开发平台中的应用31
3.3.1 应用概述31
3.3.2 在C语言程序中调用命令fuzzy命令建立模糊推理系统31
3.4 小结33
第4章 独立C代码模糊推理引擎函数在模糊控制软件开发平台
中的应用研究.34
4.1 概述.34
4.2 独立C代码介绍35
4.2.1 fismain.c介绍.35
4.2.2 fis.c介绍.35
4.3 基于独立C代码模糊控制程序设计步骤.40
4.4 基于独立C代码的模糊控制系统设计实例.40
4.4.1系统结构.40
4.4.2 模糊控制器41
4.4.3 C语言程序设计.42
4.5 小结.49
结 束 语50
致 谢51
参考文献52
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