文章編號(hào):1009-4881(2004)01-0022-03

收稿日期:2003-04-25 修回日期:2003-12-15

作者簡(jiǎn)介:廖明朝(1968-),男,湖北省洪湖市人,講師。

基于MATLAB 模糊系統(tǒng)在水庫(kù)調(diào)度中的應(yīng)用初探

廖明潮1,高洪波2

(1.武漢工業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程系,湖北武漢430023;2.襄樊學(xué)院電氣信息系,湖北襄樊441053)

摘 要:就基于MATLAB 模糊控制工具在水庫(kù)調(diào)度中的應(yīng)用做了探討,以入庫(kù)流量Q 、壩前水位H 為兩個(gè)輸入變量,閘門開啟大小H 為輸出變量,建立了一個(gè)水庫(kù)調(diào)度的模糊控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞:Matlab;模糊系統(tǒng);水庫(kù)調(diào)度

中圖分類號(hào):TP 273.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

0 引言

水庫(kù)的合理調(diào)度對(duì)水庫(kù)的有效運(yùn)行,充分發(fā)揮其在防洪、發(fā)電、灌溉、航運(yùn)、養(yǎng)殖等方面的重要意義是不容置疑的。當(dāng)前,水利行業(yè)同其它行業(yè)一樣,步入了發(fā)展的快車道。正由傳統(tǒng)水利向可持續(xù)發(fā)展水利、現(xiàn)代水利轉(zhuǎn)變。在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,借助現(xiàn)代新知識(shí)、新技術(shù)、新方法開展生產(chǎn)科研已成為當(dāng)務(wù)之急。

1 模糊系統(tǒng)概述

人類的活動(dòng)包括認(rèn)識(shí)世界和改造世界兩個(gè)方面,人們根據(jù)對(duì)客觀世界的觀察和認(rèn)識(shí),做出相應(yīng)的決策和措施,這一過程可以抽象為從輸入空間到輸出空間的一種映射,完成這種映射的方式或方法很多。其中模糊系統(tǒng)是最快捷,最方便的方法之一。這是因?yàn)槟：到y(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的描述與刻畫是建立在自然語言的基礎(chǔ)上,而人類歷經(jīng)幾千年的歷史發(fā)展形成的自然語言無疑是人類最方便最有效的表達(dá)方式。

模糊(fuzzy)理論經(jīng)過近30年的發(fā)展,目前除已廣泛應(yīng)用于人類生活的方方面面,還應(yīng)用到管理學(xué)、社會(huì)學(xué)、醫(yī)學(xué)、運(yùn)輸管理學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)保預(yù)測(cè)、地震研究等方面。

當(dāng)面對(duì)一個(gè)復(fù)雜的非線性、隨時(shí)間變化且難以精確測(cè)量的系統(tǒng)時(shí),利用模糊理論來設(shè)計(jì)控制器是很好的做法,因?yàn)樾枰鉀Q的系統(tǒng)的屬性正是模糊理論能解決的。

模糊邏輯控制器(Fuzzy Logic Controller )簡(jiǎn)稱FLC 。它包括5個(gè)部分,即:1規(guī)則集(rule base)包含

許多fuzzy if-then 規(guī)則;o隸屬函數(shù)集(database)定義

隸屬函數(shù)的形式與范圍;?決策單元(decision -making unit)執(zhí)行模糊規(guī)則的推論;?模糊轉(zhuǎn)換界面(fuzzifica tion interface)將明確的輸入轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)隸屬函數(shù)的模糊語言值(linguistic Values);?去模糊轉(zhuǎn)換界面(defuzzification interface)將模糊的計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為明確輸出(Crisp output)。

模糊規(guī)則的形式為IF A is a THEN B is b ,A 與B 是語言變量,而a 和b 是隸屬函數(shù)映射到的語言值。這些模糊規(guī)則都可以表示成模糊伴隨記憶。

解模糊通常使用中心法來實(shí)現(xiàn),另外也可用加權(quán)平均法,這兩種方法各有特點(diǎn),應(yīng)根據(jù)要求采用不同的方法。中心法使用max 的方法,將推論求和后算出中心,其特點(diǎn)是穩(wěn)態(tài)效果較好。而加權(quán)平均法則是將輸入變量線性組合后,乘以各個(gè)模糊規(guī)則推論的權(quán)重再平均,其特點(diǎn)是適合做網(wǎng)絡(luò)調(diào)適與訓(xùn)練。

2 水庫(kù)調(diào)度模糊控制系統(tǒng)的建立

2.1 水庫(kù)調(diào)度模糊集的表示)))隸屬度函數(shù)

將入庫(kù)流量(Q )和壩前水位(H )視為兩個(gè)輸入變量,水庫(kù)閘門開啟程度視為一個(gè)輸出變量,根據(jù)測(cè)量的入庫(kù)流量Q 值和壩前水位H 值來確定水庫(kù)閘門開啟大小H (大小可用刻度來表示),這種關(guān)系H =f (H.Q)很難用數(shù)學(xué)模型精確描述。但我們完全可以設(shè)計(jì)模糊控制器取而代之。因?yàn)槟：到y(tǒng)是建立在自然語言的基礎(chǔ)上,用來描述這些模糊的概念,并對(duì)它們進(jìn)行分析、推理,這正是模糊集合和模糊邏輯所要解決的問題。

模糊集是一種邊界不分明的集合,它與普通集

第23卷第1期2004年3月武 漢 工 業(yè) 學(xué) 院 學(xué) 報(bào)Journal of Wuhan Polytechnic Universi ty Vol.23No.1Mar.2004

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的水库调度matlab,基于MATLAB模糊系统在水库调度中的应用初探_廖明潮的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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