[发明专利]一种基于FCM模糊时间序列的加热炉炉温控制器

权利要求书

1.一种基于FCM模糊时间序列的加热炉炉温控制器，其特征在于：所述控制器的控制方式包括以下具体步骤：

步骤一：进行论域的定义和划分：令U为给定的论域，并将该论域划分为n个子区间，则；

步骤二：定义模糊集和模糊时间序列：定义在所述论域U中的模糊集合A表示如下：

其中，是u_i对模糊集合A的隶属函数，是u_i对模糊集合A的隶属度，；

步骤三：建立模糊关系：收集炉温设定值与炉温反馈值作为二维时间序列，计算设定值与下一时刻反馈值之间的差值，对每一时刻差值进行收集，当该序列数据量n=30时，利用FCM差值的时间序列进行模糊划分，由误差与误差变化量确定控制量所属论域，然后进入步骤四，否则进入步骤五；

步骤四：预测和去模糊化：根据被控制量所属论域确定其精确的输出值，完成去模糊化处理；

步骤五：完成对被控对象炉温的控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于FCM模糊时间序列的加热炉炉温控制器，其特征在于：所述步骤三中利用FCM差值时间序列进行模糊划分，其迭代计算步骤如下：

A、设置初始隶属度矩阵：设定分类数目c，用[0,1]间的随机数初始化隶属矩阵U，使其满足以下公式（1）的约束条件，

其中n为数据集中属性数量，在加热炉炉温控制中，属性为设置值与反馈值的差值和差值的变化值，两个维度的数据，因此n=2；

B、计算隶属度聚类中心：使用以下公式（2）计算c个聚类中心，

C、计算价值函数并求得隶属度的改变量：使用以下公式（3）计算价值函数，

然后比较该价值函数与给定的阈值，当该价值函数值小于给定的阈值或者相对上一次价值函数值的改变量小于给定的阈值时，则停止迭代，转到步骤E，否则转到步骤D；

D、使用以下公式（4）计算得到新的U矩阵，

然后返回步骤B；

E、输出矩阵U，U_ij即为X_i对于第j个划分的隶属度。

3.根据权利要求2所述的一种基于FCM模糊时间序列的加热炉炉温控制器，其特征在于：所述步骤A中的分类数目c的数值为7。