规则递归T-S模糊模型及其辨识方法

针对传统T-S模糊模型不能较好描述系统时变特性的问题,提出了一种基于递归策略的动态T-S模糊模型及其辨识方法.规则递归T-S模糊模型在传统T-S模糊模型基础上,增加了具有一定权重的反馈环节,该环节对当前激励强度与前一时刻激励强度进行加权和得到当前时刻新的规则激励强度,从而实现动态递归变化,有效描述了系统的动态过程.为使规则递归T-S模糊模型具有较少的规则数量和较好的泛化能力,前件参数采用一种基于规则激励强度的模糊聚类算法获得,而后件和递归环节参数则采用一种由支持向量机和粒子群优化算法组成的联合辨识方法获得.Box-Jenkins煤气炉的仿真结果表明,规则递归T-S模糊模型及其辨识方法具有较好的动态描述能力,与混合聚类方法相比,均方差降低了1.2％.     

基于动态模糊神经网络的非线性系统辨识

在分析模糊神经网络辨识特点及现状的基础上,设计了一种适用于非线性多输入系统的辨识模型。本模型将T-S模糊模型与5层动态模糊神经网络结构相结合,通过参数学习算法优化辨识结构,对辨识模型进行反馈调节,得到的辨识精度较高。另外,对输入数据采用归一化的方法进行预处理,加快了网络的辨识速率。最后,通过仿真实例证明了该设计的有效性,为模糊神经网络辨识结构的设计提供了一种新的思路和方法。     

一种新的T-S模糊模型辨识算法

针对非传统T-S模糊模型,给出了一种新的辨识方法。利用改进模糊划分聚类算法辨识前件参数,最小二乘法对模糊模型的后件参数进行辨识。应用Box-Jenkins煤气炉数据和一个非线性系统进行仿真实验,结果证明了该方法的有效性与实用性。     

基于正则化的模糊C-均值聚类算法及其在T-S模糊系统辨识问题中的应用

在模糊C-均值聚类问题目标函数中使用正则化泛函,将聚类中心解的误差指标引入到模糊聚类的目标函数中,构造出新的模糊C-均值聚类算法RBFCM(Regularization based Fuzzy C-means)算法.算法RBFCM不仅具有较高的聚类精度,且计算结果具有更好的稳定性.进一步,将此RBFCM算法应用于基于T-S模糊模型的系统辨识问题.由于RBFCM算法优化了模糊系统的输入空间划分,提高了隶属度函数的精度,使得后继得到的T-S模糊系统辨识精度也有所提高,且系统辨识过程的收敛速度也有所改善.最后,通过对经典IRIS数据集、带有噪声的IRIS数据集的聚类算例和对Box-Jenkins煤气炉数据集进行辨识算例,验证了RBFCM算法的有效性和优越性.     

基于自适应神经网络的歼击机模糊跟踪控制

提出了一种基于T-S模糊模型和自适应神经网络的跟踪控制方法.在系统具有未知不确定非线性特性的情况下,利用T-S模糊模型对系统的已知特性进行近似建模,设计基于模糊模型的模糊H∞跟踪控制律进行输出跟踪控制.在模糊控制的基础上,引入了基于RBF神经网络的自适应控制,用于在线对消不确定项和模糊建模误差的影响,以保证系统具有期望的鲁棒H∞跟踪性能.所提出的方案保证了闭环系统的稳定性,有效地提高了系统的鲁棒性和跟踪性能.仿真实例表明了所提出方法的有效性.     

一种基于T-S模糊模型的自适应建模方法及其应用

提出了一种改进的基于T-S模糊RBF神经网络模型的辨识算法和自适应方法,采用模糊C均值聚类(FCM)算法划分输入输出数据空间,最后将该算法应用于丙烯腈收率的预报,仿真结果表明了这种基于T-S模糊模型的自适应建模方法的有效性。     

制冷系统蒸发器动态过程数学模型模糊辨识

建立制冷系统动态过程数学模型是实现制冷装置优化控制的重要基础.制冷蒸发器是一类过程复杂的两相流动与换热系统,具有明显的非线性和不确定性,其精确的机理模型难以建立.该文通过熵方法和竞争学习算法对输入空间进行聚类,利用递推最小二乘辨识算法(RLS)确定模型的结论参数,实现了蒸发器动态过程数学模型的在线模糊辨识.通过仿真实例,验证了模糊辨识方法对于制冷系统蒸发器在线建模过程的有效性,所建立的模糊规则模型不仅具有较高的辨识精度,同时还具有较为理想的泛化性能和在线跟踪能力.     

一类非线性随机系统的模糊双曲H_∞滤波

针对伊藤型非线性随机系统,对基于模糊双曲正切模型的H∞滤波问题进行了研究.首先通过定义非线性随机系统的模糊双曲规则基,推导出系统的随机模糊双曲正切模型(SFHM);与Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型相比,SFHM不需要前提结构的辨识和完备的前提参数空间,尤其是当所需模糊规则数很多时,采用SFHM明显比T-S模型计算负担小;然后基于该模型进行了滤波器的设计,把非线性随机H∞滤波设计中难以求解的二阶汉密尔顿-雅可比不等式问题转化为线性矩阵不等式问题.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

模糊神经网络及其在系统建模与控制中的应用

模糊神经网络是模糊系统和神经网络的有机结合,它吸取了两者的优点.给出了两个具体的模糊神经网络结构以及相应的学习算法;介绍了利用模糊神经网络建立T-S模糊模型的方法;讨论了基于T-S模糊模型的控制系统分析和设计.     

基于T-S模型的医学生物系统的模糊脉冲研究(英文)

在脉冲控制基础上,应用脉冲微分方程理论和模糊控制进行理论分析,给出了T-S模糊模型上的模糊脉冲的充分条件.采用T-S模糊动态模型描述医学肌型血管系统,研究了此模型的模糊脉冲控制问题.用Lyapunov稳定性理论设计出全局渐近稳定的模糊脉冲控制器.该控制器的结构简单,规则少.最后,仿真验证了方案的有效性.     

基于T-S模糊建模方法的近空间飞行器姿控系统传感器故障调节技术研究

针对近空间飞行器从近空间空域返回地面再入大气层的飞行过程中其姿态控制系统发生传感器故障的情况,研究了基于广义扩张系统方法的传感器故障调节问题。首先,将再入飞行阶段的近空间飞行器非线性姿控系统用一组T-S模糊模型来表示,并基于此模糊模型引入传感器故障模型。然后,将含有传感器故障的T-S模糊模型利用广义扩张系统方法将其转化为T-S模糊奇异系统,进而设计一个全维状态观测器来得到被控系统的状态向量和传感器故障信号的估计值,并在此基础上提出了一个利用传感器故障补偿技术的反馈控制策略,使得闭环控制系统能够渐近调节传感器故障的影响。最后,通过数值仿真验证了所提方案的有效性。     

Hammerstein-Wiener非线性系统的模糊预测控制

针对输入和输出受约束的Hammerstein-Wiener型非线性系统,提出一种基于T-s模糊模型的非线性预测控制算法,并用Lyapunov函数分析系统稳定性.通过建立T-S模糊模型,将预测控制器设计中的非线性优化问题转化为相应的线性优化问题;通过离线设计状态反馈控制律,在线实施符合条件的反馈控制律,极大程度地提高了在...     

基于模糊T-S自适应观测器的近空间飞行器故障诊断与容错控制

提出了一种基于自适应观测器的故障诊断与容错控制策略,应用到近空间高超声速飞行器(NSHV)上处理执行器故障.NSHV是非线性、多变量和强耦合的系统,首先使用T-S模糊技术建模,基于T-S模型设计自适应故障诊断观测器(AFDO).然后定义AFDO和实际系统误差的范数作为残差来检测故障,采用自适应故障估计算法估计系统故障.基于所得故障信息,设计容错控制器(FTC)来补偿执行器的失效.通过求解线性矩阵不等式得到AFDO的增益矩阵,采用Lyapunov理论证明了误差系统的稳定性.最后,对高超声速飞行器的纵向模型进行算法验证,仿真结果表明了所提方法的有效性.     

基于模糊Lyapunov-Krasovskii函数的离散时滞T-S模糊模型的非二次镇定条件

研究了离散时滞T-S模糊模型基于模糊Lyapunov-Krasovskii函数的稳定性分析及控制器设计问题.首先,构造出离散型模糊Lyapunov-Krasovskii函数,此函数是系数与T-S模糊模型的模糊规则权重相对应的复合型Lyapunov-Krasovskii函数.然后,基于一系列线性矩阵不等式,得到了开环系统稳定的充分条件,进而又基于非二次PDC控制律,设计出了模糊控制器.最后,仿真实例验证了该方法的有效性和优越性.     

离散T-S模糊系统稳定性分析及控制器设计

针对离散T-S模糊控制系统稳定性分析及控制器设计问题,在Lyapunov直接方法把稳定性的判据归结为在所有的子系统中寻找一个公共的正定的矩阵P基础上,基于模糊Lyapunov方法提出了一种新的稳定性判别条件,把常规Lyapunov方法中的一个公共矩阵的寻找分解为r个矩阵的寻找,使该条件具有更大的宽松性:利用离散T-S模糊系统模型和模糊Lyapunov函数,通过矩阵变换,解决了控制器设计时的双线性矩阵不等式问题,使得稳定性的判定和控制器的增益计算都可以直接利用线性矩阵不等式,通过利用MATLAB中的LMI工具箱对系统进行了仿真,仿真实例给出了由具体规则描述的模糊系统,仿真结果说明了该算法的有效性和优越性.     

连续搅拌反应釜的自适应模糊辨识与预测控制

化工领域为保证生产安全,对温度、压强、浓度等工艺指标有严格的要求。连续搅拌反应釜属于典型的化工设备,存在较强的非线性和时滞性,传统的建模与控制方法无法满足其精度要求。针对连续搅拌反应釜系统提出一种自适应模糊辨识与预测控制的方法。首先根据模糊划分C均值聚类算法得到模糊隶属度和初始聚类中心,在此基础上采用分层遗传算法进一步优化连续搅拌反应釜T-S模糊模型的参数。其次,采用自适应机制遗忘因子递推最小二乘法来估计T-S模糊模型的后件参数。最后,基于得到的T-S模糊模型,对连续搅拌反应釜进行自适应模糊广义预测控制,仿真结果验证了该算法的有效性。     

一类参数不确定T-S模糊系统的鲁棒控制及仿真

针对一类具有参数不确定的T akag i-Sugeno(T-S)模糊系统,基于模糊区域的概念研究了其鲁棒控制问题。通过将不确定T-S模糊模型转换为不确定T-S模糊区域模型,并利用Lya-punov稳定性理论,导出了线性矩阵不等式(LM I)形式的鲁棒控制器设计方法。相对于传统设计方法,降低了采用线性矩阵不等式方法求解的难度,并具有良好的鲁棒性能。仿真结果验证了该方法的有效性。     

一类HIV/AIDS传播模型的T-S模糊控制

为抑制疾病的发展,构造了针对艾滋病传播相应的T-S模糊模型。利用T-S模糊控制方法,设计基于疫情发展的模糊控制器,使艾滋病传播模型在平衡点达到稳定状态。数值模拟结果验证了模糊控制器的合理性。     

T-S模糊控制在乙型病毒性肝炎传播过程中的应用

基于微分代数方程描述的乙型病毒性肝炎传播模型,构造了相应的广义T-S模糊模型。利用T-S模糊广义系统控制方法,设计状态反馈控制器,以抑制传染病的发展,使乙肝病毒传播模型在无病平衡点达到稳定状态。通过数值模拟验证了结论的合理性。