气动人工肌肉的模糊小波神经网络控制

针对一种应用于医疗机器人领域的三自由度人工肌肉的非线性特性，结合模糊理论与小波神经网络，提出一种模糊小波神经网络控制器对人工肌肉驱动器进行控制。利用模糊小波神经网络的学习能力，采用梯度法搜寻控制器的最优参数。将采用模糊小波神经网络控制器与采用小波神经网络控制器及模糊神经网络控制器的控制系统仿真结果进行比较。仿真结果说明模糊小波神经网络控制器有效地改善了驱动器的静动态特性，具有更快的训练速度和更好的控制效果，是一种理想的气动人工肌肉控制方法。     

基于模糊控制的船舶动力定位系统设计与仿真

就船舶动力定位中模糊控制的应用进行了研究 ,探讨了模糊控制中隶属函数和模糊规则的具体制定 ,为进一步的船舶动力定位打下基础。对船舶纵荡运动进行了控制与仿真 ,并对所设计的船舶动力定位系统的硬件及软件系统作了简要的介绍。仿真结果表明 ,所设计的模糊控制器能对船舶的动力定位实施有效的控制。船舶动力定位系统的试验正在进行中。     

不确定非线性系统变结构模糊自适应鲁棒控制

考虑一类不确定非线性系统的鲁棒控制器设计问题，在假设系统不确定性函数结构未知的情况下，利用模糊系统对不确定性函数进行逼近，将获得的模糊系统函数作为系统不确定性界函数。在此基础上，提出了一种变结构模糊自适应鲁棒控制算法，该算法在确保系统的滑动模态超平面为渐近可达的前提下，在线对系统模型的控制增益参数和不确定性函数的界参数进行估计。最后以船舶减摇鳍非线性控制系统为例，进行了变结构鲁棒自适应模糊控制器的设计。仿真研究表明，所提出的算法是有效的。     

非线性系统的T-S模糊建模与控制

研究了非线性系统的T-S模糊建模与控制问题，并应用到一级倒立摆的模糊建模中，采用并行分配补偿法（PDC）设计控制器，并用线性矩阵不等式（LMI）计算控制器参数，仿真验证建模正确，控制器简洁有效。     

混沌系统基于T-S模糊模型的控制方法

将模糊控制技术应用于混沌控制中，可以克服反馈线性化等传统方法对参数完全精确已知的限制；用T-S模糊系统来逼近非线性系统，它的IF-THEN规则后件由线性状态空间子系统构成，进而可以应用模糊系统的控制理论求得模糊控制器，用此非线性控制器来控制非线性系统，以求良好的控制效果；模糊规则后件部分以局部线性方程形式给出的T-S模糊模型可以通过调整相关参数很好地逼近混沌系统，基于该模型采用平行分散补偿技术设计出具有相同规则数目的模糊控制器，控制器所有参数可以通过求解一组线性矩阵不等式一次性得到。仿真结果验证了该方法的有效性。     

伺服系统模糊滑模控制器的设计与仿真

将模糊逻辑控制与滑模控制相结合，给出了一种模糊滑模控制器的设计方法。并针对伺服系统具有参数变化范围大、干扰源多等特点，设计了基于模糊滑模控制的伺服系统的结构。最后将该方法用于某机器人的机械臂的控制，并在参数大范围变化、正弦扰动作用等条件下进行了仿真。仿真结果表明，模糊滑模控制能有效地削弱传统滑模控制的“抖动”现象，并且在一定条件下具有很强的鲁棒性。     

鲁棒自适应输出跟踪控制在船舶操纵中的应用

针对带有未知控制增益、常参数不确定性以及外部扰动的船舶运动非线性模型，将自适应逆推技术与Nussbaum增益方法相结合，提出一种新的非线性自适应鲁棒控制策略，实现了船舶运动航向渐近跟踪控制。在所得控制器作用下的系统性能不仅能够通过设计参数而得到保证，且可克服控制器奇异值问题。设计过程及数字仿真结果均表明，所设计的自适应非线性跟踪控制器对不确定性具有良好的适应性及鲁棒性。     

新型模糊神经网络控制器的设计及应用研究

讨论自组织竞争网络优化模糊神经网络的设计及应用研究。该设计方法运用自组织竞争神经网络（SCNN）来优化模糊神经网络结构,并采用遗传逄法来训练模糊神经网络的连接权参数,获得同时具有最佳结构和模糊神经网络（FNN）,船舶操纵的仿真结果表明此法明显优于传统的PID控制器。     

遗传算法及其在船舶运动控制器优化中的应用

采用十进制基因编码的遗传算法,优化模糊控制器的隶属度函数。同时引入不同思路的变异、选择方法对模糊控制器的隶属度函数位置进行优化,由Matlab编程实现对某货船航向控制的多方面仿真。并作了种群规模、进化代数对模糊控制器性能影响的对比仿真研究。仿真实验表明,遗传算法用于优化船舶运动控制器效果明显。     

干燥过程模糊神经网络控制器的设计与仿真

为了准确控制干燥过程的温度和湿度,提高谷物干后品质,设计了一种基于改进遗传算法的干燥过程模糊神经网络控制器.利用模糊算法解除温湿度的耦合作用,采用神经网络实现模糊逻辑控制的全过程和信号的非线形处理,将训练好的被控对象网络模型与模糊神经网络控制器联成闭环回路,应用改进遗传算法对模糊神经网络控制器的参数进行自适应调整.在仿真实验中,将所设计的控制器与常规PID控制器和经典模糊控制器进行比较,结果表明所设计的模糊神经网络控制器具有较好的性能,满足了谷物干燥过程的控制要求.     

船舶减摇鳍模糊控制器的系统化设计与仿真

建立了船舶减摇鳍控制系统数学模型,提出了一种模糊规则后件采用PID表达式的TS-PID模糊控制器模型,并推导出了输入采用正规模糊集、三角形全交迭隶属度函数时该模糊控制器的插值表达式,为实际应用提供了一种快速精确的控制算法。在此基础上,应用钝性定理研究获得了减摇鳍TS-PID模糊控制器闭环系统IO稳定的充分条件,并探讨了利用遗传算法进行优化设计的方法。最后通过计算机仿真,验证了减摇鳍TS-PID模糊控制器的优越性。     

基于神经网络的高速无人艇模糊PID控制

针对采用喷水推进器的高速无人艇具有强非线性,传统控制手段难以快速精确控制的问题,提出以神经网络作为辨识器,并采用模糊控制器对其进行控制的方法。运用MATLAB软件建立系统模型,并进行模糊PID控制器设计,通过对系统仿真,结果证明运用神经网络和模糊PID控制器能够精确实时地实现无人艇控制。     

模糊控制技术在自动着舰控制系统中的应用

纵向引导控制律是舰载飞机自动着舰控制系统的核心。舰载飞机着舰环境存在极大的随机性,舰尾流和航母运动不断变化,传统PID纵向引导控制器因其控制器参数固定不变而缺乏灵活性和精确性。在传统的舰载飞机自动着舰PID控制器中引入模糊控制模块,构造模糊PID控制器,并依据飞行控制工程专家的经验构建模糊规则,可实现根据系统状况对控制器的参数进行在线最优调节。与传统PID控制器相比,可极大地提高舰载飞机着舰飞行轨迹精度,也一定程度改善了着舰飞行控制系统的鲁棒性。以F/A-18A为例进行自动着舰飞行仿真,结果表明应用模糊控制技术可以减小着舰误差,提高着舰品质。     

带有资格迹的模糊CMAC控制仿真研究

提出一种带有资格迹的模糊CMAC控制器(FCE),资格迹的引入可以对控制系统进行超前预测,提高系统的稳定性。研究了FCE系统的构成,并推导其学习算法。为适用于在线控制,给出了高效的FCE算法实现方案。应用于船舶航向控制的仿真结果表明,当存在风浪干扰海况下,船舶航向的控制仍能取得令人满意的效果。     

船舶运动系统模糊控制器设计及稳定性分析

研究了船舶运动系统的离散模糊控制器设计及闭环离散模糊系统稳定性问题.首先建立了船舶运动系统的离散T-S模糊模型;然后,根据离散型分段模糊Lyapunov函数的定义,应用并行分布补偿方法,提出了一个新的判定闭环离散T-S模糊控制系统稳定性的充分条件,该条件仅需在每个最大交叠规则组中满足模糊Lyapunov函数方法中的条件,降低了公共Lyapunov函数方法和模糊Lyapunov函数方法的保守性和难度;最后,具体设计了一种船舶运动模糊控制器,仿真结果验证了所提方法的有效性.     

三种船舶运动控制仿真系统

船舶运动控制系统有三种仿真模式：一是单机仿真即在一台计算机上同时运行船舶运动数学模型和控制器；二是双机仿真即一台计算机运行船舶运动数学模型，另一台为真实的船舶控制器，控制器通过数字通信接口控制另一台计算机上运行的船舶运动模型，也称为半物理仿真；三是物理仿真即建造一艘按某一水动力学相似准则而缩尺的模型船，在模型船上装上真实的船舶控制器，在水池或海上做船舶运动控制试验。本文介绍大连海事大学轮机工程学院研制的上述三种船舶运动控制仿真系统。     

基于反馈线性化的船舶自动舵模糊滑模控制

针对船舶航向自动舵控制系统的非线性数学模型,应用基于微分几何的反馈线性化方法,将原非线性系统等价为完全可控型线性化模型,然后设计了滑模变结构控制器,并利用模糊控制器实现了滑模趋近律的参数自整定,设计方法简单可行。仿真结果表明,所设计的模糊滑模控制器能够快速准确地跟踪设定航向,并对参数摄动和外界风浪干扰具有很强的鲁棒性,同时消除了系统的抖振现象,优于传统的滑模控制。

Abstract：

According to the nonlinear model of ship autopilot system and using the feedback linearization procedure of differential geometry,an equivalent,fully controllable and linear model was derived via a homomorphism transformation and a fuzzy reaching law sliding mode controller was designed.The simulation results show that the controller designed here,which is superior to traditional sliding mode control,can track a desired course fast and accurately.It also exhibits strong robustness peculiarity to system uncertainties and avoiding chatting phenomenon.     

船舶运动控制硬件在环仿真系统的研究

目前众多学者致力于将当前先进的控制理论应用到船舶运动控制领域,但在实际船舶上验证这些先进的控制算法面临很多困难,为此,设计并实现一套船舶运动控制硬件在环仿真系统。该系统包括船舶运动DSP控制器,船舶运动仿真系统,控制与监测系统三部分,对相关硬件电路和软件设计进行了研究。系统测试结果表明该系统性能良好,为在实验室环境下进行船舶运动控制算法研究和船舶运动控制器开发提供了一个有效的测试平台。

Abstract：

Many scholars devote to applying current advanced control theories to the ship motion control.However,there are many difficulties in verifying the performance of the control theories.In the view of this contradiction,a hardware-in-loop simulation system for ship motion control was designed,which includes ship motion controller based on DSP,ship motion simulation system,and control-monitoring system.The relative design of hardware and software was discussed.The simulation results show that the proposed hardware-in-loop simulation system has satisfactory performance and it can provide an effective test platform for the study of the ship motion control theories and the development of the ship motion controller in the laboratory environment.