matlab水箱液位控制系统

以下是一个MATLAB水箱液位控制系统的例子：

% 创建一个新的模糊逻辑控制器
fis = newfis('sltank');

% 添加输入变量
fis = addvar(fis, 'input', 'error', [-3 3]);
fis = addvar(fis, 'input', 'delta_error', [-3 3]);

% 添加输出变量
fis = addvar(fis, 'output', 'water_flow', [-10 10]);

% 添加MF（隶属函数）
fis = addmf(fis, 'input', 1, 'NB', 'trimf', [-3 -3 -1]);
fis = addmf(fis, 'input', 1, 'NM', 'trimf', [-3 -1 0]);
fis = addmf(fis, 'input', 1, 'NS', 'trimf', [-1 0 1]);
fis = addmf(fis, 'input', 1, 'ZO', 'trimf', [-0.5 0 0.5]);
fis = addmf(fis, 'input', 1, 'PS', 'trimf', [0 1 3]);
fis = addmf(fis, 'input', 1, 'PM', 'trimf', [1 3 3]);
fis = addmf(fis, 'input', 1, 'PB', 'trimf', [3 3 3]);

fis = addmf(fis, 'input', 2, 'NB', 'trimf', [-3 -3 -1]);
fis = addmf(fis, 'input', 2, 'NM', 'trimf', [-3 -1 0]);
fis = addmf(fis, 'input', 2, 'NS', 'trimf', [-1 0 1]);
fis = addmf(fis, 'input', 2, 'ZO', 'trimf', [-0.5 0 0.5]);
fis = addmf(fis, 'input', 2, 'PS', 'trimf', [0 1 3]);
fis = addmf(fis, 'input', 2, 'PM', 'trimf', [1 3 3]);
fis = addmf(fis, 'input', 2, 'PB', 'trimf', [3 3 3]);

fis = addmf(fis, 'output', 1, 'NB', 'trimf', [-10 -10 -5]);
fis = addmf(fis, 'output', 1, 'NM', 'trimf', [-10 -5 0]);
fis = addmf(fis, 'output', 1, 'NS', 'trimf', [-5 0 5]);
fis = addmf(fis, 'output', 1, 'ZO', 'trimf', [-2.5 0 2.5]);
fis = addmf(fis, 'output', 1, 'PS', 'trimf', [0 5 10]);
fis = addmf(fis, 'output', 1, 'PM', 'trimf', [0 10 10]);
fis = addmf(fis, 'output', 1, 'PB', 'trimf', [10 10 10]);

% 添加规则
ruleList = [
    1 1 1 1 1
    2 1 2 1 1
    3 1 3 1 1
    4 1 4 1 1
    5 1 5 1 1
    6 1 6 1 1
    7 1 7 1 1
    1 2 2 1 1
    2 2 3 1 1
    3 2 4 1 1
    4 2 5 1 1
    5 2 6 1 1
    6 2 7 1 1
    7 2 7 1 1
];
fis = addrule(fis, ruleList);

% 画出模糊逻辑控制器
figure;
plotfis(fis);

% 模拟水箱液位控制系统
t = 0:0.1:10;
r = ones(size(t));
y = zeros(size(t));
u = zeros(size(t));
e = zeros(size(t));
for i = 2:length(t)
    % 计算误差和误差变化率
    e(i) = r(i-1) - y(i-1);
    de = e(i) - e(i-1);
    
    % 使用模糊逻辑控制器计算输出
    out = evalfis([e(i) de], fis);
    
    % 计算控制量
    u(i) = out;
    
    % 模拟水箱液位变化
    y(i) = 0.9*y(i-1) + 0.1*u(i-1);
end

% 画出结果
figure;
plot(t, r, 'b-', t, y, 'r-');
xlabel('Time (s)');
ylabel('Water level');
legend('Reference', 'Output');