變論域模糊控制算法研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,現(xiàn)代工業(yè)和工程項(xiàng)目中的被控對(duì)象越來越復(fù)雜,這些系統(tǒng)大多數(shù)具有多變量、強(qiáng)耦合、時(shí)變等非線性特點(diǎn),很難建立精確數(shù)學(xué)模型。顯然,采用基于精確數(shù)學(xué)模型的傳統(tǒng)控制理論難以達(dá)到系統(tǒng)建模和控制的要求;模糊控制以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、魯棒性強(qiáng)、不需要被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。然而模糊控制也存在控制精度不高、“規(guī)則爆炸”等問題,變論域模糊控制算法的提出在一定程度上解決了上述問題。傳統(tǒng)變論域模糊控制算法的論域伸縮因子都是用函數(shù)模型

2、來表述的,在這些變論域模糊控制算法的設(shè)計(jì)中不僅存在伸縮因子函數(shù)模型及其模型參數(shù)如何選擇的問題,同時(shí)存在論域的伸縮變化用一簡(jiǎn)單的函數(shù)描述是否準(zhǔn)確的問題;此外,這些算法的輸入論域的伸縮因子都是單一的變量誤差或誤差變化率的函數(shù),由于誤差和誤差變化率之間相互影響將會(huì)造成論域的反復(fù)調(diào)節(jié)。針對(duì)上述問題,本文對(duì)變論域模糊控制算法作了進(jìn)一步的探討,嘗試分別利用模糊推理和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法來描述論域的伸縮變化,以達(dá)到隨系統(tǒng)狀態(tài)變化不斷調(diào)節(jié)其論域的目的。主

3、要研究?jī)?nèi)容如下:1.本文首先討論了傳統(tǒng)變論域模糊控制算法中伸縮因子的選擇問題,并對(duì)其輸入論域伸縮因子由誤差和誤差變化率共同決定的可行性進(jìn)行了研究。2.針對(duì)基于函數(shù)模型的變論域模糊控制算法中伸縮因子函數(shù)模型及其參數(shù)選擇難的問題,文中設(shè)計(jì)了一種基于模糊推理的變論域模糊控制算法。該算法將模糊推理的思想引入到論域伸縮因子的選擇中,同時(shí)輸入論域伸縮因子由兩個(gè)變量共同決定,通過一個(gè)伸縮因子模糊控制器完成對(duì)輸入輸出論域的在線調(diào)節(jié),從而避免了對(duì)伸縮因子

4、函數(shù)模型以及模型參數(shù)選擇。3.對(duì)于一般的變論域模糊控制系統(tǒng),用模糊推理描述論域的伸縮變化是方便快捷的。但對(duì)于比較復(fù)雜或控制精度要求比較高的系統(tǒng),伸縮因子模糊控制器的論域模糊劃分因帶有設(shè)計(jì)者的主觀性會(huì)影響被控系統(tǒng)的控制效果。針對(duì)該問題,本文提出用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)伸縮因子的功能,該算法同時(shí)具有模糊推理的語(yǔ)言表達(dá)能力和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力,使系統(tǒng)論域伸縮變化更為合適。倒立擺為典型的多變量、非線性、強(qiáng)耦合的自然不穩(wěn)定系統(tǒng),是檢驗(yàn)新控制理論的理想實(shí)