模糊控制设计

模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机控制。

实现设计关于足球分析的模糊控制器

步骤

创建一个新的模糊推理系统
确定输入输出变量符合的函数规则，e、ec为输入，u为输出
设计控制规则，建立规则库
添加模糊规则函数、设置解模糊方法
完成推理模糊计算

内容分析

根据现实当中的足球运动员的足球素质，粗略确定了技巧、速度、体力、耐力、智慧、指挥、命中等7个维度为输入变量
输入变量的函数曲线随机设置，定义域为【-5,4】
根据输入变量，确定输出的队员适合团队型、进攻型、防守型、指挥型、拼抢型、组织型、自由型等7个类型
根据相应的规则编辑模糊规则，由输入变量确定合适类型，建立规则库
通过模糊推理，画出模糊系统

主要代码

%模糊控制器设计
a=newfis('fuzzf');                   %创建新的模糊推理系统

%输入1
f1=1; 
a=addvar(a,'input','e',[-5*f1,4*f1]);                   
 %添加 e 的模糊语言变量
a=addmf(a,'input',1,'技巧','zmf',[-5*f1,-2*f1]);          
 %添加 e 的模糊语言变量的隶属度函数（z型）
a=addmf(a,'input',1,'速度','trimf',[-4*f1,-1*f1,1]);      
  %隶属度函数为三角形
a=addmf(a,'input',1,'体力','trimf',[-3*f1,2*f1,2*f1]); 
a=addmf(a,'input',1,'耐力','trimf',[-2*f1,0,1*f1]); 
a=addmf(a,'input',1,'智慧','trimf',[-3*f1,1*f1,3*f1]);
a=addmf(a,'input',1,'指挥','trimf',[0,3*f1,4*f1]);
a=addmf(a,'input',1,'命中','smf',[1*f1,4*f1]); 

%输入2
f2=1;
a=addvar(a,'input','ec',[-5*f2,4*f2]);                   
 %添加 ec 的模糊语言变量
a=addmf(a,'input',2,'技巧','zmf',[-5*f2,-2*f2]); 
a=addmf(a,'input',2,'速度','trimf',[-4*f2,-1*f2,0]);
a=addmf(a,'input',2,'体力','trimf',[-3*f2,2*f2,2*f2]);
a=addmf(a,'input',2,'耐力','trimf',[-2*f2,0,1*f2]);
a=addmf(a,'input',2,'智慧','trimf',[-3*f2,1*f2,3*f2]);
a=addmf(a,'input',2,'指挥','trimf',[0,3*f2,4*f2]);
a=addmf(a,'input',2,'命中','smf',[1*f2,4*f2]); 

%输出
f3=1.5;
a=addvar(a,'output','u',[-5*f3,4*f3]);                 
   %添加 u 的模糊语言变量
a=addmf(a,'output',1,'团队型','zmf',[-5*f3,-2*f3]); 
a=addmf(a,'output',1,'进攻型','trimf',[-4*f3,-3*f3,0]);
a=addmf(a,'output',1,'防守型','trimf',[-3*f3,-1*f3,2*f3]);
a=addmf(a,'output',1,'指挥型','trimf',[-2*f3,0,1*f3]);
a=addmf(a,'output',1,'拼抢型','trimf',[-3*f3,1*f3,3*f3]);
a=addmf(a,'output',1,'组织型','trimf',[0,3*f3,4*f3]);
a=addmf(a,'output',1,'自由型','smf',[1*f3,4*f3]);

%规则库
rulelist=[     1 1 1 1 1;             %编辑模糊规则，后俩个数分别是规则权重和AND OR选项
               1 2 1 1 1;
               1 3 1 1 1;
               1 4 2 1 1;
               1 5 2 1 1;
               1 6 3 1 1;
               1 7 4 1 1;
          
               2 1 1 1 1;
               2 2 2 1 1;
               2 3 2 1 1;
               2 4 2 1 1;
               2 5 3 1 1;
               2 6 4 1 1;
               2 7 5 1 1;
               
               3 1 7 1 1;
               3 2 6 0 1;
               3 3 5 1 1;
               3 4 4 1 1;
               3 5 3 1 1;
               3 6 2 0 1;
               3 7 1 1 1;
               
               4 1 1 1 1;
               4 2 1 0 1;
               4 3 1 1 1;
               4 4 2 1 1;
               4 5 2 1 1;
               4 6 2 0 1;
               4 7 2 1 1;
               
               5 1 3 1 1;
               5 2 3 0 1;
               5 3 3 1 1;
               5 4 3 1 1;
               5 5 4 1 1;
               5 6 4 0 1;
               5 7 4 1 1;
               
               6 1 5 1 1;
               6 2 5 0 1;
               6 3 5 1 1;
               6 4 5 1 1;
               6 5 6 1 1;
               6 6 6 0 1;
               6 7 6 1 1;
               
               7 1 7 1 1;
               7 2 6 0 1;
               7 3 5 1 1;
               7 4 4 1 1;
               7 5 3 1 1;
               7 6 2 0 1;
               7 7 1 1 1;];
           
a=addrule(a,rulelist);                %添加模糊规则函数
showrule(a)                             %显示模糊规则函数
a1=setfis(a,'DefuzzMethod','centroid');                  %设置解模糊方法
writefis(a1,'fuzzf');                       %保存模糊系统
a2=readfis('fuzzf');   %从磁盘读出保存的模糊系统
disp('fuzzy Controller table:e=[-3,+3],ec=[-3,+3]');%显示矩阵和数组内容

%推理
Ulist=zeros(7,7);                                   %全零矩阵
for i=1:7
       for j=1:7
           e(i)=-4+i;
           ec(j)=-4+j;
           Ulist(i,j)=evalfis([e(i),ec(j)],a2);    %完成模糊推理计算
       end
   end
%   Ulist=ceil(Ulist)                               %朝正无穷方向取整
   Ulist                               %朝正无穷方向取整
   
%画出模糊系统
figure(1); plotfis(a2);  
figure(2);plotmf(a,'input',1);
figure(3);plotmf(a,'input',2);
figure(4);plotmf(a,'output',1);

运行结果