PLC单参数模糊控制（含代码）

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一、 说明

通过西门子 1200 控制器，使用博途 V13SP1 的 scl 编程语言实现模糊控制算法，反模糊计算复杂，为了简化算法，将输出功能函数简化为矩形，隶属度只取矩形的中点。

二、 实验测试

通过 matlab7.0 测试模糊控制结果，如下

1、 测试 1，输入 0.5，输出

2、 测试 2，输入 0.85，输出

3、 测试 3，输入 1.1

4、 测试 4，输入‐0.44，输出

5、 测试 5，输入‐1.2

程序代码

Fis

名称 数据类型偏移量默认值可从 HMI 访问

在 HMI 中可见

设置值注释

Input

in Real 0.0 0.0 True True False

insh Real 4.0 0.0 True True False

insl Real 8.0 0.0 True True False

outsh Real 12.0 0.0 True True False

outsl Real 16.0 0.0 True True False

Output

out Real 20.0 0.0 True True False

InOut

Static

then Bool 24.0 false True True False

clause_type Bool 24.1 false True True False

clause_val Byte 25.0 16#0 True True False

c lause_val_boll Array[0..7] of

Bool

25.0 False False False

clause_val_boll[0] Bool 0.0 False False False

clause_val_boll[1] Bool 0.1 False False False

clause_val_boll[2] Bool 0.2 False False False

clause_val_boll[3] Bool 0.3 False False False

clause_val_boll[4] Bool 0.4 False False False

clause_val_boll[5] Bool 0.5 False False False

clause_val_boll[6] Bool 0.6 False False False

clause_val_boll[7] Bool 0.7 False False False

if_val Byte 26.0 16#0 True True False

mu Byte 27.0 16#0 True True False

temp Int 28.0 0 True True False

label Int 30.0 0 True True False

input Byte 32.0 16#0 True True False

fuzzy_out Byte 33.0 16#0 True True False

clause Int 34.0 0 True True False

numerator DInt 36.0 0 True True False

denominator DInt 40.0 0 True True False

j Int 44.0 0 True True False

outputs Array[0..4] of

Byte

46.0 True True False

outputs[0] Byte 0.0 16#0 True True False

outputs[1] Byte 1.0 16#0 True True False

outputs[2] Byte 2.0 16#0 True True False

outputs[3] Byte 3.0 16#0 True True False

outputs[4] Byte 4.0 16#0 True True False

output_memf Array[0..4] of

Byte

52.0 True True False

output_memf[0] Byte 0.0 0 True True False

output_memf[1] Byte 1.0 64 True True False

output_memf[2] Byte 2.0 128 True True False

output_memf[3] Byte 3.0 191 True True False

output_memf[4] Byte 4.0 255 True True False

input_memf Array[0..4, 0..3]

of Byte

58.0 True True False

input_memf[0,0] Byte 0.0 16#00 True True False

input_memf[0,1] Byte 1.0 16#00 True True False

input_memf[0,2] Byte 2.0 16#0D True True False

input_memf[0,3] Byte 3.0 16#07 True True False

input_memf[1,0] Byte 4.0 16#1A True True False

input_memf[1,1] Byte 5.0 16#0A True True False

input_memf[1,2] Byte 6.0 16#5E True True False

input_memf[1,3] Byte 7.0 16#0F True True False

input_memf[2,0] Byte 8.0 16#48 True True False

input_memf[2,1] Byte 9.0 16#08 True True False

input_memf[2,2] Byte 10.0 16#95 True True False

input_memf[2,3] Byte 11.0 16#08 True True False

input_memf[3,0] Byte 12.0 16#95 True True False

input_memf[3,1] Byte 13.0 16#14 True True False

input_memf[3,2] Byte 14.0 16#BF True True False

input_memf[3,3] Byte 15.0 16#06 True True False

input_memf[4,0] Byte 16.0 16#BF True True False

input_memf[4,1] Byte 17.0 16#06 True True False

input_memf[4,2] Byte 18.0 16#FF True True False

FIS / FIS1 [CPU 1214C AC/DC/Rly] / 程序块

Fis [FB1]

Fis 属性

常规

名称 Fis 编号 1 类型 FB 语言 SCL

编号 自动

信息

标题 作者 注释 系列

版本 0.1 用户自定义 ID

名称数据类型偏移量默认值可从 HMI 访问

在 HMI 中可见

设置值注释

input_memf[4,3] Byte 19.0 16#00 True True False

rules Array[0..9] of

Byte

78.0 True True False

rules[0] Byte 0.0 #GAP_ZERO True True False

rules[1] Byte 1.0 #TURN_ZERO True True False

rules[2] Byte 2.0 #GAP_VSMALL True True False

rules[3] Byte 3.0 #TURN_VSMALL True True False

rules[4] Byte 4.0 #GAP_SMALL True True False

rules[5] Byte 5.0 #TURN_SMALL True True False

rules[6] Byte 6.0 #GAP_MEDIUM True True False

rules[7] Byte 7.0 #TURN_MEDIUM True True False

rules[8] Byte 8.0 #GAP_BIG True True False

rules[9] Byte 9.0 #TURN_BIG True True False

Temp

Constant

GAP_ZERO Byte 16#00

GAP_VSMALL Byte 16#01

GAP_SMALL Byte 16#02

GAP_MEDIUM Byte 16#03

GAP_BIG Byte 16#04

TURN_ZERO Byte 16#80

TURN_VSMALL Byte 16#81

TURN_SMALL Byte 16#82

TURN_MEDIUM Byte 16#83

TURN_BIG Byte 16#84

MU_MAX Byte 16#FF

IO_NUM Byte 16#07

LABEL_NUM Byte 16#70

DEFAULT_VALUE Byte 16#00

Totally Integrated

Automation Portal

0001 //------------------------------初始化--------------------------------------------------

0002 #label:=0;

0003 #then:=0;

0004 #if_val:=#MU_MAX;

0005

0006 //------------------------------输入值归一化--------------------------------------------

0007 //#input:=INT_TO_BYTE(REAL_TO_INT((#in-#insl)/(#insh-#insl)*255.0));

0008 #input := DINT_TO_BYTE(TRUNC((#in - #insl) / (#insh - #insl) * 255.0));

0009 //#input := 16#c5;

0010 //----------------------------模糊控制算法----------------------------------------------

0011 FOR #clause := 0 TO 9 DO

0012 #clause_val := #rules[#clause];//存储当前规则

0013 #clause_type := #clause_val_boll[7];//条件分支 0；结果分支 1

0014 IF NOT #clause_type THEN //当前为调节分支

0015 IF #then THEN //是否分析结果

0016 #then := 0; //

0017 #if_val := #MU_MAX; //复位 mu

0018 END_IF;

0019 IF BYTE_TO_INT(#input) < BYTE_TO_INT(#input_memf[#label,0]) THEN //如果输入在点 1 左边

0020 #mu:=0; //隶属度为 0

0021 ELSE //输入在点 1 右边

0022 IF BYTE_TO_INT(#input) < BYTE_TO_INT(#input_memf[#label,2]) THEN //输入在点 1,3 之间

0023 #temp:=#input; //用斜率 1 计算隶属度

0024 #temp:=#temp-BYTE_TO_INT(#input_memf[#label,0]);

0025 IF #input_memf[#label,1]=0 THEN //斜率 1 为 0

0026 #temp:=#MU_MAX; //隶属度为最大值

0027 ELSE

0028 //斜率 1 不为 0

0029 #temp:=#temp*BYTE_TO_INT(#input_memf[#label,1]); //根据斜率 1 计算隶属度

0030 END_IF;

0031 IF #temp < 16#100 THEN //隶属度未超限

0032 #mu:=INT_TO_BYTE(#temp);

0033 ELSE

0034 //隶属度超限

0035 #mu := #MU_MAX;

0036 END_IF;

0037 ELSE //输入在点 3 右边，即第二天斜线上

0038 #temp:=#input;

0039 #temp:=#temp-BYTE_TO_INT(#input_memf[#label,2]);

0040 #temp:=#temp*BYTE_TO_INT(#input_memf[#label,3]);

0041 #temp:=BYTE_TO_INT(#MU_MAX)-#temp;

0042 IF #temp < 0 THEN //隶属度小于 0

0043 #mu:=0;

0044 ELSE

0045 // 隶属度不小于 0

0046 #mu := INT_TO_BYTE(#temp);

0047 END_IF;

0048 END_IF;

0049 END_IF;

0050 #if_val:=#mu;

0051 #label:=#label+1;

0052

0053 ELSE //当前为结果分支

0054 #then := 1; //开始计算结果

0055 IF BYTE_TO_INT(#outputs[BYTE_TO_INT(#clause_val&#IO_NUM)]) < BYTE_TO_INT(#if_val) THEN

0056 #outputs[BYTE_TO_INT(#clause_val&#IO_NUM)] := #if_val;

符号地址 类型注释

#clause Int

#clause_type Bool

#clause_val Byte

#clause_val_boll A rray

#DEFAULT_VALUE 16#00 Byte

#denominator DInt

#fuzzy_out Byte

#if_val Byte

#in Real

#input Byte

#input_memf A rray

#insh Real

#insl Real

#IO_NUM 16#07 Byte

#j Int

#label Int

#mu Byte

#MU_MAX 16#FF Byte

#numerator DInt

#out Real

#output_memf A rray

#outputs A rray

#outsh Real

#outsl Real

#rules A rray

#temp Int

#then Bool