作者：北京北方工业大学模糊控制研究所（100041） 李宇成 高 磊 薛 朵 来源：《电子技术应用 》

日立单片机模糊控制开发平台及其应用 摘 要： 介绍已开发成功的“日立单片机模糊控制开发平台”的主要功能。在该软件平台上可以方便地定义和调试一个复杂的模糊控制系统。模糊控制系统调试完成后，能够自动生成用c和汇编两种语言书写的模糊控制执行程序。给出的温度模糊控制系统示例的开发过程和实验，证明了该平台应用的有效性。

关键词： 模糊控制 开发平台 单片机应用

模糊控制在工业自动化中获得了广泛的应用。在一般的控制系统设计中，仿真技术被大量用来进行系统模拟调试，以期提高系统开发速度。然而，对模糊控制系统的通用性仿真手段却很鲜见，使得应用系统的开发效率较低。因此，开发一个模糊控制仿真平台具有现实的意义。在日立亚洲科技有限公司的鼎力相助下，我们开发了popfuzzy模糊控制开发平台。文献[1] 叙述了popfuzzy具有的各种功能和软件总体设计思想。本文进一步给出了运用本平台开发出一个温度模糊控制系统的详细过程。

１ 模糊控制开发平台

1.1 模糊控制语言（fcl）的基本成分

考虑复杂的模糊控制系统可能包含多个模糊规则库，结构关系复杂。此外，为了实现控制系统的模拟仿真，应允许对受控对象的数学模型进行模拟计算，以构成闭环反馈控制系统。在调试过程中，需要显示变量时间曲线，观察调试数据等。因此，为建立能够对模糊控制系统进行仿真的开发平台，必须有一种能全方位描述模糊控制系统的语言。作者设计了如下基本语言要素：变量对象、规则对象、规则库对象、连接关系对象、隶属函数对象、受控对象模型对象、过程对象、曲线／图形对象、调试对象、模拟对象、项目管理树对象。

这些语言要素构成了模糊控制语言（fcl）的基本成分。采用面向对象的描述方法，优点是能很自然的描述模糊控制系统。

1.2 开发平台的编辑器

我们在平台中集成了各种对象编辑器（见图1），主要有：

·项目结构图编辑器；

·变量／隶属函数编辑器；

·模糊控制规则库编辑器，分别有：规则库矩阵编辑器、规则库表格编辑器、规则库文本编辑器；

·文本编辑器，对受控对象模型或过程单元或全系统进行文本编辑。

1.3 开发平台的调试功能

模糊控制系统的调试可以单步或快速执行，可以设定计算步距、采样时间等参数。平台设有各种调试窗：

·变量观察窗。可观察各种变量的数据变化，并记录所有测试数据到文件。

·变量曲线窗。可显示变量的时间曲线或显示反映任意两变量相互关系的相平面图。

·规则调试窗。可图形显示1条规则单步或快速运行时的激活情况。

·规则库调试窗。可显示规则库总体单步或快速运行时的全局情况。

·受控对象图形窗。可在调试运行中，动态显示用户用dll动态连接库定义的受控对象运动的三维运动图形。

·三维控制曲面窗。可显示反映任意2入和1输出变量控制关系的三维曲面图。还可用三维图形显示算子“and”和“or”的运算特性。

·模型／过程单元运算。平台上集成有解释执行器，可对用户用描述语言编写的对象数学模型进行解释执行。由于用户可以任意定义受控对象的数学模型（包括非线性对象），这无疑为用户设计系统带来了极大的灵活性；同时，用户还可以在过程单元内添加各种自定义控制算法，构成常规控制＋模糊控制的复合控制系统。

·c语言调试器。在开发平台内部集成了c语言调试环境，可对平台自动生成的模糊控制c语言程序进行单步、断点和高速运行调试，以便用户了解模糊控制程序的执行过程，观测产生的各种数据。

上述强大的调试功能，使用户对各条模糊控制规则的控制作用、活跃程度、规则库的总体控制效果、变量的变化情况能够一目了然（见图2）。