基于动态全局模型的模糊控制系统稳定性分析

针对目前国内外尚缺乏模糊控制系统设计与性能分析的一般方法,研究了基于动态全局模型的模糊控制系统的系统化设计与稳定性分析方法．被控的模糊系统由一组动态模糊状态空间模型表示,该模型可看作是T-S模糊模型的扩展．整个模糊系统的模糊控制器的设计思路是根据期望的闭环极点找到每一子系统的局部状态反馈控制器,然后由主导局部子系统来构造全局模糊控制器．分析了整个闭环模糊控制系统的稳定性并提出了利用补偿控制来保证该闭环模糊控制系统稳定的新方法．仿真实例验证了所提方法的有效性．该方法为模糊控制系统的设计与性能分析开辟了一条新的途径．     

基于模糊学习方法的非线性系统智能容错控制

提出了一种基于自适应模糊逻辑学习方法的非线性系统智能容错控制方案.整个控制方案集自适应模糊控制器、监督控制器和调节控制器为一体,是一个功能强大的控制体系结构.仿真结果表明:提出的控制方案能有效地识别和调节非线性系统的未知错误,而且控制系统在不确定或错误的情况下具有稳定性和鲁棒性.     

未知非线性时滞系统控制设计

本文以一类动态未知的时滞非线性系统为研究对象,利用步进反推设计方法给出了使该类系统能够跟踪给定参考信号的控制器.设计中采用了模糊逻辑系统来逼近未知的非线性函数,并用自适应机制同时调节模糊系统的权参数和基函数中的参数,从而不要求模糊系统的基函数事先已知.本文通过选取积分型Lyapunov函数,证明了所提出的控制方案能够保证闭环系统的稳定性和期望的跟踪精度.仿真结果进一步验证了所得结论.     

动态模糊系统的鲁棒稳定性分析与控制器设计

稳定性是任何系统正常运作的必备条件．由于动态模糊系统缺乏通用的稳定性分析方法和工具，作者介绍了一类动态模糊系统──ＴａｋａｇｉＳｕｇｅｎｏＫａｎｇ（ＴＳＫ）模糊系统，并推导出被控对象和控制器均由ＴＳＫ模糊系统描述的闭环控制系统的详尽表达式；然后针对该模糊闭环控制系统分析了其鲁棒稳定性；最后给出了鲁棒稳定模糊控制器的设计步骤．该分析和设计方法为动态模糊系统的研究提供了一条崭新的思路，将使动态模糊系统的分析和设计更趋成熟．     

一类基于模糊T-S模型的输出反馈控制系统鲁棒稳定性分析

针对一般线性系统,提出了一种基于T-S模糊自适应控制的输出反馈控制策略.为分析其鲁棒稳定性,利用Lyapunov函数,考察了存在一定建模误差情形下该系统的局部和全局稳定性以及鲁棒稳定性,推导了该控制系统的稳定性以及鲁棒稳定性条件.仿真和试验验证了结论的正确性和有效性.     

新型跟踪误差下的H∞自适应模糊控制系统

对一类非线性不确定系统,给出了一种设计具有H∞跟踪性能的自适应模糊控制系统的方法.为避免出现较大的控制力,引入了一种新型跟踪误差;然后用模糊系统来逼近被控对象数学模型中未知的函数,并用自适应控制理论得到了参数的自适应律.用LMI方法获取了辅助控制的增益.为验证本方法的有效性,给出了控制倒立摆的仿真实验例子.     

一个离散时间非线性系统的间接自适应模糊控制器

对于具有未知非线性函数的离散时间非线性系统。构造了一个间接自适应模糊控制器，并进行了稳定性分析，用模糊逻辑系统使系统参数化。如果参数化模型和真实系统是非常接近的，它们之间的差异是非常小的并且能假设为零，则能够构造一个简单的自适应模糊控制器，并且可以证明闭环控制系统在输入输出有界意义下的全局稳定性，且跟踪误差收敛到零，仿真实验证实了控制器的有效性。     

基于自适应滤波反步法的深潜救生艇定位控制

考虑深潜救生艇动力定位系统中的参数不确定性和未知慢变干扰,利用滤波反步法设计了基于模糊系统的自适应控制规律.首先,在深潜救生艇的建模过程中考虑了推进器的动态特性,但使得系统的阶数增加;然后,为了简化控制形式,在控制器的设计中引入二阶滤波器来逼近虚拟控制信号及其导数值,避免了复杂的求导过程;最后针对系统中的耦合非线性和未知慢变干扰,设计了自适应模糊系统来对其进行估计和补偿.利用基于李雅普诺夫稳定性理论证明了跟踪误差和参数估计误差是一致最终有界的.针对某一深潜救生艇的缩小模型进行仿真实验,验证了所设计控制器的有效性.     

基于虚拟参考迭代整定方法的永磁同步电机优化重复控制

针对永磁同步电机控制系统,运用虚拟参考迭代整定方法,在被控对象模型和周期信号特征未知的情况下,通过一次闭环响应实验数据直接优化整定控制器参数,通过仿真结果表明,该方法提高了系统的快速性。     

高超声速飞行器模糊自适应动态面容错控制

针对输入饱和下高超声速飞行器发生执行机构损伤故障并存在参数不确定的情况,提出了一种基于Nussbaum增益技术的模糊自适应动态面容错控制策略.对于飞行器的高度和速度子通道,分别设计了动态面和动态逆控制器.利用双曲正切函数逼近飞行器的输入饱和特性,并基于中值定理将其转化为控制输入的仿射形式.对于损伤故障和参数不确定导致的控制增益未知问题,通过引入Nussbaum增益技术既保证控制系统稳定,又可以避免控制器奇异问题.通过设计模糊自适应系统,在线逼近包含不确定参数与饱和逼近误差的未知函数项,且引入范数估计思想,使得每个模糊系统仅包含一个自适应参数,以减小计算量.稳定性分析证明了闭环控制系统的半全局一致最终有界性,仿真结果验证了该容错控制算法的有效性.     

时滞不确定系统的T-S模型滑模变结构控制

结合滑模变结构控制和T-S模糊技术,提出一种新的模糊变结构控制器(Fuzzy Variable Structure Controller,FVSC),用于非线性时滞系统的稳定控制.所设计的全局控制器由三部分组成,即为确保滑模到达的等效控制器、针对每个局部线性状态的局部补偿器和由滑模控制理论构造的监督控制器.从理论上给出了滑模的可达性及系统稳定性证明,说明了该设计方法的正确性.     

人的模糊控制模型实验研究

提出了一种模糊推理规则与模糊分析模型相结合的人的模糊控制模型.设计了一套半实物仿真系统并进行了实验,以采集人跟踪控制中的输入输出数据,人的环节用模糊模型代替以检验模型的适用性.结果表明,该模型效果良好。     

模糊PID控制应用于液压同步控制系统的研究

液压同步控制系统工程机械中受到广泛地应用。液压同步控制系统具有非线性、参数时变、大惯性、迟滞系统等特性。模糊控制算法对控制对象具有很好的逼近作用。将模糊控制理论应用到PID控制中,提高PID控制器的控制能力。将模糊PID控制器应用到液压同步控制系统中,进一步提高液压同步控制系统的动态和系统稳定性。利用MatLab软件对液压同步系统进行建模和仿真实验。仿真结果表明基于模糊PID控制的液压同步控制系统具有很好的动态性能和系统稳态性。     

基于模糊控制的局部通风机智能控制系统

 针对传统矿井局部通风机控制系统存在的缺陷,设计了基于模糊控制理论的局部通风机智能控制系统.引入巷道温度、瓦斯浓度及巷道等效深度等参数,应用模糊控制理论建立变频器控制电压与现场温度、瓦斯浓度的函数关系,并建立考虑巷道等效深度影响的变频器控制电压计算方法,利用变频调速技术,实现了对局部通风机通风量的智能控制.实际运行结果显示,该智能控制系统能够保证掘进巷道的通风安全,可节约36.9%的电力消耗,且可实现局部通风机工作效率的最大化.     

采用自适应模糊PID控制的多级齿轮振动主动控制

针对齿轮传动系统在动态激励的作用下产生的多谐波复杂振动,设计一种在低速轴和高速轴分别安装有压电促动器的主动控制结构;提出一种将传统PID控制和自适应算法相结合的自适应模糊PID算法,抑制能量较高的多个谐波振动.在ADAMS平台建立齿轮传动系统虚拟样机,作为被控对象子模块,并在MATLAB/Simulink平台上加载控制算法对系统进行联合仿真.仿真结果表明:在不同转速下,自适应模糊PID控制算法对谐波振动具有良好的控制效果,且优于经典PID控制.     

基于T-S模型的非线性离散系统的鲁棒镇定

研究了非线性离散系统的基于T S型模糊系统的二次镇定问题·针对含有不确定项的非线性离散系统,在构造T S模型时,引入了参数不确定项,使得模糊模型能够更精确逼近原系统·基于Lyapunov稳定性理论,推导出满足二次稳定的状态反馈控制律存在的充分必要条件,并且把该条件进一步等价为一个求解线性矩阵不等式(LMI)的问题,利用Matlab工具箱能够方便地求解出该线性矩阵不等式·最后通过对truck trailer例子的仿真,验证了该方法的可行性·     

Intelligent Integrated Control of Underactuated Mechanical Systems with Second-order Nonholonomic Constraints

This paper describes an intelligent integrated control of an acrobot, which is an underactuated mechanical system with second-order nonholonomic constraints. The control combines a model-free fuzzy control, a fuzzy sliding-mode control and a modelbased fuzzy control. The model-free fuzzy controller designed for the upswing ensures that the energy of the acrobot increases with each swing. Then the fuzzy sliding-mode controller is employed to control the movement that the acrobot enters the balance area from the swing-up area. The model-based fuzzy controller, which is based on a Takagi-Sugeno fuzzy model, is used to balance the acrobot. The stability of the fuzzy control system for balance control is guaranteed by a common symmetric positive matrix, which satisfies linear matrix inequalities.     

一类非线性网络控制系统的控制器设计

针对一类非线性网络控制系统,提出了一种新型自适应模糊滑模预测控制方法,采用带有时间超前非线性状态预估器的新型的滑模控制(SMC)方案,补偿网络诱导时延,而后利用模糊自适应系统来逼近非线性环节,并基于Lyapunov稳定性理论设计自适应律,保证系统的稳定性. 以网络环境下空间飞行器的姿态控制为例进行仿真,结果表明,所提出的方法不仅实现了高精度的姿态稳定控制,且系统对不确定参数、网络诱导延时及外界干扰带来的影响具有很好的鲁棒性.     

基于遗传算法的稳定自适应模糊控制器的优化

采用模糊动态模型,对连续时间的高阶非线性系统进行了模糊控制。通过模糊推理,选择起主导作用的局部子系统的状态反馈控制,并作用于整个系统。利用大系统分散控制关联稳定性的概念和方法,得到了闭环模糊系统稳定的充分条件,并在此基础上给出了对模糊控制器进行优化设计的一种遗传算法实现策略。同时,仿真例子也验证了该设计方法的正确性。