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%。     

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.     

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.     

基于变论域模糊PI四轮机器人的仿真与研究

针对四轮全向机器人运动过程中的稳定控制问题,以ARM嵌入式微处理器STM32F405为主控制器,提出了基于变论域模糊PI的稳定控制策略,实现了在线实时调整PI控制器的参数,提高了机器人整体的控制精度和鲁棒性。分别对常规PI算法和变论域模糊PI算法的机器人底盘电机进行仿真和实验。结果表明,基于变论域模糊PI控制的四轮机器人响应速度快、抗干扰能力强,能够更好的减小超调量,提高系统的动静态特性和鲁棒性。     

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...     

改进变论域模糊控制及其在混沌系统中的应用

针对一类变论域自适应模糊控制,提出改进控制器.在稳定设计中,重新推导了完整的变论域模糊控制器观测误差方程,并给出了鲁棒控制项表达式.自组织结构算法中有关减规则和替换规则的方法,不仅考虑了当前输入与模糊子集的距离,还考虑了冗余信息.通过李亚普诺夫函数连续性分析得知,自组织结构算法并不影响变论域模糊控制器的稳定性.所提出的控制方案被应用到Chua's混沌系统中.同原控制器比较,仿真结果表明改进控制方案对跟踪性能有改善作用.     

一类自适应模糊控制器

在实际应用中,需要对某些时变参数过程进行控制.提出一类自适应模糊控制器,它采用变论域思想以及模糊规则自组织技术,能够适应被控对象参数的大范围变化,是一种鲁棒控制器.这种控制器利用一组经验公式选择控制器的参数,易于工程实现.仿真结果显示,这种控制器对过程参数大范围的变化具有很强的鲁棒性.     

AC-DC-AC类型电力电子变压器的模糊自适应PI控制

与传统电力变压器相比,电力电子变压器具有体积小、功率因数可控,输出电压恒定、故障隔离能力以及过电流保护等优点,使其得到了广泛的关注。电力电子变压器的控制策略是保证其安全稳定运行的重中之重。为了克服传统线性PI调节器的不足,提出了一种模糊自适应控制策略,建立了电力电子变压器的数学模型,分析了电力电子变压器各个组成部分的控制策略。给出了基于模糊自适应PI控制策略的控制结构,设计了隶属度函数、论域以及模糊规则。最终,仿真结果表明模糊自适应PI控制具有更好动态响应速度以及更强的抗扰动性能。     

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。     

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。     

履带式装甲车辆纵向速度控制

履带式装甲车辆的动力学系统具有强烈非线性、不确定性的特点,为解决直线行驶工况下的速度控制问题,结合驾驶员驾驶操纵经验,提出一种自适应性强的变论域分相模糊比例-积分-微分(proportion-integral-derivative, PID)控制方法,实现了对期望车速的有效跟随。首先建立包含发动机、传动系及制动系的装甲车辆纵向动力学模型,然后利用模糊算法在线整定PID控制器参数,并采用变论域分相设计进一步提高控制器的自适应能力。仿真实验结果表明,提出的控制方法与传统PID及模糊PID相比,车速跟随控制精度与快速收敛性都有了提高,尤其能够有效解决驱动/制动切换时整车运动状态改变导致的控制效果大幅度下降问题。     

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.      

混沌系统变论域自适应模糊控制

针对未知不完全可测的非线性系统,提出基于状态观测器的自适应模糊变论域输出反馈控制,为了抑制外部扰动和参数变化对系统性能的影响,采用监督控制器将系统的状态约束在给定的范围之内,从而提高了控制器的精度和鲁棒性.利用Lyapunov函数证明了观测器-控制器系统的稳定性;在所有状态一致有界的前提下,整个自适应控制算法能够保证闭环系统的稳定性.将该算法应用于Duffing和Chua's混沌系统,仿真结果证明了控制方法的有效性,系统具有快的响应和无稳态误差.     

一种抑制铁路桥梁地震反应的半主动控制新策略

为了有效降低桥梁在震后出现的较大梁体及支座位移,提出变论域自适应模糊分散(VAFD)控制策略。首先设计出可以调节模糊控制策略的输入和输出变量论域的变论域自适应模糊(VAF)主动控制器;然后将改进的剪切最优(MCO)半主动控制算法整合到VAF控制器中,并结合分散控制策略设计出VAFD/MCO半主动控制器;最后以一座铅芯橡胶支座隔震铁路桥梁为算例,分别对其在无控制、Passive-on、VAFD/MCO、AFD/MCO和VAFG/MCO控制下的评价指标进行仿真计算。结果表明:VAFD/MCO策略的减震效果比Passive-on、AFD/MCO及VAFG/MCO策略的好;VAFD/MCO策略不占用计算资源,可用于实时振动控制。     

基于变论域模糊PID的航空转台控制系统研究

航空转台是进行地面仿真的关键设备,其控制系统的随动性对地面仿真结果有很大影响。围绕航空转台的控制结构和算法策略,提出使用粒子群优化算法迭代寻优以保证论域最佳的变论域模糊比例积分微分(proportion integral differential,PID)控制策略。以MATLAB作为仿真环境,分析本文所提算法策略的优化效果,仿真结果表明该控制策略相较于常规PID的时间乘绝对误差积分准则(ITAE)指标有显著提升。搭建以可编程多轴运动控制卡(programmable multi-axes controller,PMAC)控制器为核心的航空转台实物测试系统进行算法验证,实验结果表明,基于变论域模糊 PID的航空转台控制系统可使航空转台的控制精度得以显著提升,超调量更小,调节时间更短,同时具备实用性,极大地提高了航空转台控制系统的随动性。     

基于变论域模糊PID的航空转台控制系统研究

航空转台是进行地面仿真的关键设备,其控制系统的随动性对地面仿真结果有很大影响。围绕航空转台的控制结构和算法策略,提出使用粒子群优化算法迭代寻优以保证论域最佳的变论域模糊比例积分微分(proportion integral differential,PID)控制策略。以MATLAB作为仿真环境,分析本文所提算法策略的优化效果,仿真结果表明该控制策略相较于常规PID的时间乘绝对误差积分准则(ITAE)指标有显著提升。搭建以可编程多轴运动控制卡(programmable multi-axes controller,PMAC)控制器为核心的航空转台实物测试系统进行算法验证,实验结果表明,基于变论域模糊 PID的航空转台控制系统可使航空转台的控制精度得以显著提升,超调量更小,调节时间更短,同时具备实用性,极大地提高了航空转台控制系统的随动性。     

混合动力汽车模糊神经参考控制策略优化

为提高并联式混合动力汽车控制策略精准性,建立了基于发动机效率的模糊逻辑控制器,进一步使用神经网络模型对模糊逻辑控制器的隶属度函数进行在线学习,引入变尺度优化方法的改进型学习算法,完成了隶属度函数的在线学习后的优化;通过模型参考构成闭环在线修正,降低输出转矩的误差。通过循环仿真实验,利用模糊神经参考模型控制策略,发动机工作效率点与实时工况的匹配率更高稳定性更好,发动机平均效率提高4. 16%,峰值电源荷电状态保持在稳定的容量范围内,整车燃油经济性得到改善。因此该控制策略具有较强的工程实用性。