变论域模糊控制器及其伸缩因子的仿真研究

在动态性能指标和稳态性能指标方面,变论域模糊控制器相时于一般模糊控制器均获得了较大的提高.但是,这些性能的提高与其伸缩因子的选取有很大的关系.作者对一般模糊控制器与变论域模糊控制器的控制性能作了仿真对比,讨论了伸缩因子中的参数对变论域模糊控制器的动态性能的影响,并总结了参数在不同的数值区间取值时影响性能指标的规律.     

变论域自适应模糊PID方法的研究与仿真

从优化模糊控制器的角度出发,讨论了变论域思想和伸缩因子的概念,同时就量化、比例因子和伸缩因子的关系进行了分析,进而阐述了一般情况下两种伸缩因子的选取方法;在此基础上将模糊PID和变论域思想想结合,形成变论域自适应模糊PID控制结构;最后通过某复杂非线性系统进行仿真研究,结果表明该方法达到了预期目的,优越性明显。     

一种变论域分层模糊控制器

针对分层模糊控制器规则难以设计,精度难于提高的问题,提出一种变论域分层模糊控制器。由宏观的派生性,使用继承变论域分层模糊控制规则。文中讨论了论域伸缩因子的构造,给出了变论域分层模糊控制的算法步骤。该算法提高了控制品质,避免了增加参数或改变拓扑结构的缺陷。为了证明此种控制器具有良好的逼近性能,还探讨了控制器的灵敏度。最后用双容水槽系统实验验证算法的正确性。     

一种变论域分层模糊控制器

针对分层模糊控制器规则难以设计,精度难于提高的问题,提出一种变论域分层模糊控制器.由宏观的派生性,使用继承变论域分层模糊控制规则.文中讨论了论域伸缩因子的构造,给出了变论域分层模糊控制的算法步骤.该算法提高了控制品质,避免了增加参数或改变拓扑结构的缺陷.为了证明此种控制器具有良好的逼近性能,还探讨了控制器的灵敏度.最后用双容水槽系统实验验证算法的正确性.     

变论域模糊控制器的万能逼近性及其逼近条件

通过一组非线性伸缩因子实时地调节论域,变论域模糊控制器显著减少初始规则的数量,在期望控制点有效地提高控制精度。首先,证明这类模糊控制器的逼近误差具有收敛性,从而证明它在整个时域上是一种万能逼近器,即它能以任意精度逼近紧集上的任意非线性实函数;并指出它是一种二阶精度的逼近器;在预定精度条件下,给出它作为逼近器的充分条件。最后,通过1个数值实例验证变论域模糊控制器逼近非线性函数的实际效果。研究结果表明:逼近精度完全满足给定的要求,相对常规模糊控制器,变论域模糊控制器的逼近精度提高87.4%。     

基于混合型伸缩因子的机械臂控制优化研究

为了实现三关节机械臂的轨迹跟踪控制,提出了一种变论域模糊控制方法,设计了一种不依赖被控对象精确数学模型的变论域模糊控制器。该控制器引入一种新的混合型伸缩因子,选择机械臂期望关节角度与实际关节角度的差值作为偏差,利用偏差和偏差的变化作为输入量来自动调整论域。运用MATLAB软件对采用该控制器的三关节机械臂轨迹跟踪控制进行仿真分析,并与采用指数型伸缩因子的变论域模糊控制器的仿真结果进行对比。结果表明,所设计的混合型伸缩因子的变论域模糊控制器在机械臂轨迹跟踪中的控制精度更高,稳态误差小,且响应速度快、无超调。     

基于标准论域的模糊控制器设计

设计模糊控制器时常常遇到的困难之一就是为各语言值确定合适的隶属函数.为此本文作者提出了基于标准论域的模糊控制器设计方法.作者首先提出"标准论域"的概念,在标准论域上隶属函数的形式简单、易于处理.然后,通过基础论域到标准论域上的连续单增变换,作者从整体上考虑了一个语言变量所有语言值的隶属函数,而不是像现有的方法一样孤立地确定各个语言值的隶属函数,从而大大减少了工作量.最后,作者详细说明了基于标准论域的模糊控制器的结构,推导了它的输入输出对应关系.现有的模糊控制方法的输入输出关系与基础论域采用的尺度有关,新方法则没有这一缺陷,而且利用这种模糊控制器结构可以方便的实现变论域模糊控制.     

基于变论域模糊PID的汽提塔温度控制方法

针对汽提塔生产过程具有非线性、强耦合、大时滞及温度难以精确控制的问题,设计了基于变论域模糊PID的汽提塔温度控制系统.选取了基于模糊规则的伸缩因子,将变论域思想和模糊PID相结合,形成变论域模糊PID控制系统结构.分别对常规PID算法、模糊PID算法及变论域模糊PID算法的汽提塔温度控制系统的仿真曲线进行对比.仿真结果表明:变论域模糊PID控制算法有更快的响应速度、更小的超调量和更好的跟踪性能.     

自校正模糊PID控制的FAST节点位移控制方法

为了解决FAST项目中2400多个节点在相邻节点拉力、外界风力、温度等环境因素的影响下仍能够达到预期运动位置,利用自校正模糊PID控制与改进型论域伸缩方案相结合的方式对FAST节点位移控制策略进行了研究.通过对FAST节点液压促动伺服系统的分析,得出被控对象的传递函数.根据误差和误差变化率的分析,进行控制器的设计,选择合理且有效的变论域伸缩因子,最后利用Simulink对改进算法进行了建模和仿真.仿真分析结果验证了基于变论域的自校正模糊PID控制对FAST节点位移控制的可行性.     

变论域模糊PID算法在供热控制中的应用

针对供热系统中二次网供水温度控制具有非线性、时变性、难以精确控制等缺点,结合模糊控制和PID控制的优点,采用变论域的思想,提出了变论域模糊PID算法。介绍了变论域模糊PID控制器的结构设计及伸缩因子的选择方法。经仿真实验表明,该控制方法使具有响应时间快、稳态精度高,及较强的抗干扰能力。该算法提高了二次网供水温度的控制精度,起到了节能降耗的作用。     

谷电相变电蓄热供暖分工况变论域模糊比例、积分、微分自适应前馈补偿控制

针对谷电相变电蓄热供暖系统,有谷电时间段既蓄热又放热供暖和非谷电时间段单纯放热供暖两种不同的工况,不同的工况系统参数变化较大的问题,设计了分工况变论域模糊比例、积分、微分(PID)控制器,根据不同工况选择对应的控制器且其论域伸缩因子自适应调整;考虑到供暖过程中蓄热炉炉温的变化,把不断变化的蓄热炉炉温作为可测干扰,设计了自适应前馈补偿控制器对变论域模糊PID控制器的输出控制量进行补偿,通过实时辨识供暖系统模型,实现前馈补偿控制器参数的自适应调整。实验结果表明:所提出的控制方法能够在不同工况下实现对期望供暖出水温度的实时跟踪,显著地减小了供暖出水温度误差,提高了供暖可靠性。     

基于变论域模糊PI控制的电力弹簧控制策略

电力弹簧采用一种输入反馈的形式,有效地缓解了由分布式发电带来的电能质量问题。自适应模糊PI控制对电力弹簧装置的稳定性和鲁棒性有较好的改善作用,但是作为插值器的模糊控制器的精度在既定的规则下无法得到保障,将变论域思想应用到自适应模糊PI中,提出一种基于变论域模糊PI的电力弹簧控制策略,首先对伸缩因子进行动态调节,从而实现模糊控制论域的缩放,间接地增加或减少控制器的规则,从而达到预期的精度,使电力弹簧的控制效果达到最好。仿真结果表明:变论域模糊PI控制能够快速无超调地实现对关键负载的控制要求,具有更好的控制精度和适应性。     

几种变论域伸缩因子选择方法的比较研究

分析了基于函数形式与模糊推理形式选择变论域伸缩因子的方法。针对模糊推理方法的不足做了细分伸缩因子变量的改进,并设计了误差分级选择伸缩因子的方法。以舞台影视系统中灯具所用直流电机为被控对象,采用三种不同的变论域模糊PID控制方法进行仿真实验比较。通过实验分析系统的动静态性能与鲁棒性,得出基于误差分级选择伸缩因子的方法性能更优的结论。系统响应不存在超调量,稳态调节时间短,且稳态调节精度高。     

区间Ⅱ型变论域自适应模糊逻辑控制器

在变论域自适应模糊控制方法的基础上,结合Ⅱ型模糊集较强的鲁棒性和处理不确定性问题的能力,设计了一种区间Ⅱ型变论域自适应模糊逻辑控制器.为了使控制器保持在最优状态,采用粒子群优化算法来优化隶属度函数;然后由Lyapunov方法证明了区间Ⅱ型变论域自适应模糊逻辑控制器的稳定性.对Duffing系统和1维6卷混沌系统的仿真表明,区间Ⅱ型变论域自适应模糊逻辑控制器可以很好地跟踪参考信号,较之变论域模糊逻辑控制器,其可以有效地防止抖震且控制量较小.     

RoboCup中型组足球机器人运动控制算法

针对RoboCup机器人路径规划和位姿控制的特点,以二维模糊控制器为基础．分别设计了基于误差分析的论域自调整伸缩因子和基于路径的误差累积因子,提出了一种基于误差累积因子的论域自调整模糊控制算法．仿真及试验结果表明,该算法具有控制精度高、实时性强,能快速、准确地跟踪期望路径的特点．     

应用变论域模糊PID的直流电机调速系统

基于PID控制与模糊控制各自的优点,将模糊控制与常规PID控制相结合,并运用变论域的方法,设计了变论域自适应模糊PID控制器.然后,以直流电机为模型,实现对其转速的控制,使用Matlab进行可行性研究,并将其仿真结果与PID控制和模糊控制的仿真结果进行比较.结果表明,基于直流电机的变论域自适应模糊PID控制器的控制效果...     

基于变论域模糊控制的高旋弹姿态控制算法

针对高速旋转弹姿态控制系统存在的模型不确定、非线性、强耦合等问题,提出了基于变论域模糊控制的参数自适应姿态控制算法. 在建立姿态控制模型并通过前置反馈补偿方法对俯仰偏航通道进行解耦的基础上,利用变论域模糊控制器对姿态闭环反馈控制系统参数进行在线自适应整定. 仿真结果表明:变论域模糊控制器能有效改善闭环反馈控制系统的动态响应特性,减小弹体参数时变对控制器性能的影响,提高其适应性.      

基于DSP的单相逆变电源智能控制系统

针对逆变电源模糊控制系统输出存在振荡的问题,以数字信号处理器（DSP）为核心,将可变论域思想引入模糊自整定PID控制结构中,设计了一种基于可变论域的模糊自整定PI双闭环逆变电源控制器,实现了在线调整模糊论域的伸缩变化。仿真结果表明：阻性负载情况下,与常规PID控制器相比该控制器的输出超调小、自适应能力强,可以提高逆变电源系统的稳态精度和动态性能。     

基于变论域模糊控制的风机叶片颤振抑制

针对时变、滞后、非线性的风力机叶片系统,基于变论域思想,设计出一种变论域最优模糊比例积分微分(proportion intergration differentiation, PID)控制器,解决叶片经典颤振断裂失效问题。叶片结构模型采用基于弹簧-质量-阻尼器的典型截面模型,结合经典颤振稳态气动力模型,得到叶片气动弹性方程。通过变论域最优模糊PID控制器给出变桨信号,同时二阶变桨激励器执行变桨动作,进行颤振抑制。根据时间乘绝对误差积分准则(ITAE)准则,通过寻优得到PID最优初始值。仿真结果表示,与增量式模糊PID相比,变论域最优模糊PID控制器可动态调整论域范围,收敛时间快、幅值更低且具有良好的通用性。     

基于变论域模糊控制的光伏发电MPPT控制

结合变论域模糊控制理论,设计一种变论域模糊MPPT控制器.选择基于函数模型的可变伸缩因子,给出具体的变论域模糊控制算法流程,并在MATLAB仿真平台下,构建光伏电池充电器模型.仿真结果表明:在温度和光照改变情况下,采用变论域模糊控制算法可实现系统最大功率跟踪;与扰动观察法和电导增量法相比较,该算法兼顾最大功率跟踪精度与响应速度,具有较好的控制效果.