二输入二输出模糊控制matlab语言实例

以下是一个简单的二输入二输出模糊控制的 Matlab 语言实例，该控制系统使用 Mamdani 推理方法，采用三角隶属函数。

控制的目标是将汽车的速度和转弯角度控制在安全范围内。输入变量为速度和转弯角度，输出变量为加速度和转向角速度。

% 设计输入变量的隶属度函数
% 速度的隶属度函数
speed = 0:0.1:100;
low_speed = trimf(speed, [0 0 50]);
medium_speed = trimf(speed, [0 50 100]);
high_speed = trimf(speed, [50 100 100]);

% 转弯角度的隶属度函数
angle = -90:0.1:90;
small_angle = trimf(angle, [-90 -90 0]);
medium_angle = trimf(angle, [-90 0 90]);
big_angle = trimf(angle, [0 90 90]);

% 设计输出变量的隶属度函数
% 加速度的隶属度函数
acceleration = -5:0.1:5;
deceleration = trimf(acceleration, [-5 -5 0]);
no_acceleration = trimf(acceleration, [-5 0 5]);
acceleration_boost = trimf(acceleration, [0 5 5]);

% 转向角速度的隶属度函数
angular_velocity = -5:0.1:5;
turn_left = trimf(angular_velocity, [-5 -5 0]);
no_turn = trimf(angular_velocity, [-5 0 5]);
turn_right = trimf(angular_velocity, [0 5 5]);

% 设计模糊规则
rules = [
    1 1 1 1;
    1 2 2 2;
    1 3 3 3;
    2 1 1 2;
    2 2 2 3;
    2 3 3 3;
    3 1 2 2;
    3 2 3 3;
    3 3 3 3;
];

% 定义输入变量和输出变量
speed_input = inputVar(speed, [low_speed; medium_speed; high_speed], 'Speed');
angle_input = inputVar(angle, [small_angle; medium_angle; big_angle], 'Angle');
acceleration_output = outputVar(acceleration, [deceleration; no_acceleration; acceleration_boost], 'Acceleration');
angular_velocity_output = outputVar(angular_velocity, [turn_left; no_turn; turn_right], 'Angular Velocity');

% 定义模糊控制器
fis = mamdaniFIS('Name', 'Car Control System', 'AndMethod', 'min', 'OrMethod', 'max', 'Implication', 'min', 'Aggregation', 'max', 'DefuzzMethod', 'centroid');
fis = addInput(fis, speed_input);
fis = addInput(fis, angle_input);
fis = addOutput(fis, acceleration_output);
fis = addOutput(fis, angular_velocity_output);
fis = addRule(fis, rules);

% 模拟测试
input_data = [
    30 0;
    80 20;
    60 -50;
];
for i = 1:size(input_data, 1)
    speed_value = input_data(i, 1);
    angle_value = input_data(i, 2);
    acceleration_value = evalfis(fis, [speed_value, angle_value]);
    disp(['Input: speed=', num2str(speed_value), ', angle=', num2str(angle_value)]);
    disp(['Output: acceleration=', num2str(acceleration_value(1)), ', angular velocity=', num2str(acceleration_value(2))]);
end

以上代码中，我们首先定义了输入变量（速度和转弯角度）的隶属度函数和输出变量（加速度和转向角速度）的隶属度函数。然后，我们定义了模糊控制器，采用 Mamdani 推理方法，使用最小值与最大值作为 And 和 Or 运算符，使用最小值作为 Implication 运算符，使用最大值作为 Aggregation 运算符，使用重心法作为去模糊化方法。最后，我们用模拟数据进行测试，并输出结果。

请注意，这只是一个简单的示例，实际应用中需要根据具体问题进行隶属度函数和模糊规则的设计。