基于粒函數(shù)的模糊控制算法的研究.pdf

1、模糊控制是模糊信息理論在控制領(lǐng)域的重要應(yīng)用，也是智能控制領(lǐng)域中的主要方法。模糊控制使用的方法是依靠模仿專家的控制經(jīng)驗，用模糊條件語句來代替模糊規(guī)則。將此系統(tǒng)以語言描述的方法來表示控制的映射關(guān)系，使系統(tǒng)具有很強的魯棒性，對非線性、時變性系統(tǒng)起到很好的控制作用。但是，模糊控制仍舊面臨兩大難題：一是高維模糊控制器的模糊規(guī)則過多難以實現(xiàn)，二是為了簡化模糊控制算法，目前只能夠省去模糊控制過程中的去模糊化步驟，模糊化步驟依舊不能省去。
　　本

2、文針對上述兩個方面存在的問題，提出了一種新算法改進。
　　本文首先結(jié)合粒計算理論及模糊信息粒化思想提出了粒函數(shù)這一概念，定義了粒函數(shù)的幾種表示方法；并從粒函數(shù)的角度分析，提出模糊控制的本質(zhì)就是用滿足人類經(jīng)驗的粒函數(shù)約束得到的響應(yīng)函數(shù)實現(xiàn)的控制；通過公式推導(dǎo)證明了單輸入單輸出和雙輸入單輸出的模糊控制器的插值機理，并提出了基于粒函數(shù)的模糊控制算法的控制系統(tǒng)的模型。
　　此種算法的核心思想歸結(jié)如下：將模糊輸入和模糊輸出進行粒化，得

3、到模糊信息粒，通過人類經(jīng)驗得到粒采樣點的映射關(guān)系，擬合出粒函數(shù)；利用描點法記錄粒函數(shù)的一種映射關(guān)系，擬合出一條函數(shù)，用這條函數(shù)作為模糊控制器的點響應(yīng)函數(shù)來進行控制。這條點響應(yīng)函數(shù)的最初來源還是依靠人類的控制經(jīng)驗，此種控制算法屬于不使用模糊邏輯的模糊控制算法。
　　此算法具有以下優(yōu)點：第一，求得的點響應(yīng)函數(shù)可以代替高維模糊控制器來進行控制，解決了高維模糊控制器難以建模的難題，避免了高維模糊控制中的規(guī)則爆炸；第二，Mamdani型模糊

4、控制系統(tǒng)需要模糊化和去模糊化步驟，T-S型模糊控制系統(tǒng)省去了控制過程中的去模糊化步驟，仍需要模糊化，此算法設(shè)計的模糊控制系統(tǒng)模型同時省去了模糊控制過程中的模糊化和去模糊化步驟，很大程度上簡化了模糊控制過程；第三，穩(wěn)定性分析對于模糊控制系統(tǒng)一直是一大難題，用一條點函數(shù)作為模糊控制系統(tǒng)的響應(yīng)函數(shù)，將有助于分析模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　對一級倒立擺控制的仿真結(jié)果分析，基于粒函數(shù)的模糊控制算法具有一定的控制效果，點響應(yīng)函數(shù)的最高項階數(shù)為