首先來看一個實例，控制進水閥S1和出水閥S2，使水箱水位保持在目標水位O處。

按照日常操作經(jīng)驗，有以下規(guī)則：

1、 若當前水位高于目標水位，則向外排水，差值越大，排水越快;

2、 若當前水位低于目標水位，則向內(nèi)注水，差值越大，注水越快;

3、 若當前水位和目標水位相差很小，則保持排水速度和注水速度相等。

下面來設計一個模糊控制器

1、選擇觀測量和控制量

一般選擇偏差e，即目標水位和當前水位的差值作為觀察量，選取閥門開度u為控制量。

2、輸入量和輸出量的模糊化

將偏差e劃分為5個模糊集，負大(NB)、負小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正大(PB)，e為負表示當前水位低于目標水位，e為正表示當前水位高于目標水位。設定e的取值范圍為[-3，3]，隸屬度函數(shù)如下。

3、制定模糊規(guī)則

模糊規(guī)則的制定是模糊控制的核心內(nèi)容，控制性能的好壞很大程度上由模糊規(guī)則決定，目前主要是根據(jù)經(jīng)驗來制定相應的規(guī)則?！竞竺婵梢越Y(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡來學習模糊規(guī)則】

(1)若e負大，則u負大;

(2)若e負小，則u負小;

(3)若e為零，則u為零;

(4)若e正小，則u正小;

(5)若e正大，則u正大;

將上述用語言描述的規(guī)則轉(zhuǎn)化為’’IF A THEN B’’的語句如下：

4、求解模糊關(guān)系

根據(jù)制定的模糊規(guī)則，通過相應的模糊集合運算，可得到模糊關(guān)系集合R。

5、進行模糊決策

我們最終需要獲得的控制量u即為模糊控制的輸出，u可由偏差矩陣e和模糊關(guān)系矩陣R合成得到。

6、控制量的反模糊化

我們模糊決策得到的控制量u是一個矩陣，并不能直接應用在工程上，因此需要將u解釋為實際中的特定行為，即反模糊化操作。目前常用的反模糊化方法有以下幾種：

(1)最大隸屬度法----計算簡單控制要求不高場合

(2)重心法----輸出更平滑

(3)加權(quán)平均法----工業(yè)上應用最廣泛

7、matlab實現(xiàn)

所幸的是，在matlab模糊控制工具箱中已經(jīng)幫我們實現(xiàn)了4-6步求解矩陣運算的操作，只需要直接調(diào)用evalfis函數(shù)就可以得到相應的決策控制量。

通過matlab集成的模糊控制模塊，我們能夠更加方便地對應偏差e和控制量u的關(guān)系，并可以調(diào)節(jié)e在不同值下u的對應輸出。