基于變隸屬函數(shù)的倒立擺模糊控制算法的研究.pdf

1、模糊控制是一種基于規(guī)則的控制，其基本思想是利用計算機(jī)來實現(xiàn)人的控制經(jīng)驗，而這些經(jīng)驗是由語言變量構(gòu)成的模糊控制規(guī)則。模糊控制作為智能控制的一個重要分支，已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，模糊控制本身面臨的許多問題制約了其進(jìn)一步的發(fā)展。比如，模糊控制系統(tǒng)的“規(guī)則爆炸”問題；模糊控制的控制精度問題以及模糊控制的控制性能如何優(yōu)于傳統(tǒng)控制器等問題。針對這些問題，本論文試圖從隸屬函數(shù)入手，對解決上述問題進(jìn)行了有益的嘗試。
　　在一般模糊控

2、制中隸屬函數(shù)完全是憑經(jīng)驗確定，這往往會使模糊控制顯得比較粗糙。事實上隸屬函數(shù)只是反映狀態(tài)變量中隸屬度的一個變化趨勢，嚴(yán)格來講它應(yīng)該是模糊的，因為無法準(zhǔn)確知道怎樣的隸屬函數(shù)更適合其狀態(tài)變量。因此在整個模糊控制過程中隸屬函數(shù)本身不應(yīng)該是一個靜態(tài)的過程，而是希望它能動態(tài)變化，以便其動態(tài)變化的趨勢更利于改善模糊控制的控制性能。
　　在模糊數(shù)學(xué)中，語氣算子的大小對隸屬函數(shù)有著直接的影響。因此本文嘗試將語氣算子引入到模糊控制中，并利用隸屬度的

3、變化率和滑模思想來調(diào)整語氣算子的大小，以達(dá)到隨著狀態(tài)變量的變化而不斷的調(diào)整其控制量的目的。本文正是基于此思想，對模糊控制算法作了一些探索性的研究，其研究的主要內(nèi)容有：
　　1.定義了語氣算子模糊集合。如果將語氣算子模糊集合看成是由語氣算子作用在普通隸屬函數(shù)上而產(chǎn)生的無窮多個隸屬函數(shù)組成的模糊集合的話，那么經(jīng)典集合與模糊集合則可以看成是語氣算子模糊集合的兩種特殊情形。
　　2.提出了變隸屬函數(shù)的概念。如果將普通隸屬函數(shù)本身在控

4、制過程中看成是靜態(tài)的過程，那么將語氣算子作用在隸屬函數(shù)上后則可以將隸屬函數(shù)看成是一個動態(tài)的過程。而類似于這種不斷變化的隸屬函數(shù)則可稱為變隸屬函數(shù)。
　　3.設(shè)計三級倒立擺的滑模變隸屬函數(shù)模糊控制算法。利用輸入量的隸屬度與控制量的隸屬度的對應(yīng)關(guān)系，利用滑模思想改變語氣算子的大小，以達(dá)到調(diào)整其控制量的目的。最后將此算法用在三級倒立擺仿真上，驗證其算法的有效性。
　　4.設(shè)計四級倒立擺的變隸屬函數(shù)滑模模糊控制算法。根據(jù)模糊控制通常