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％.     

基于在线模糊聚类的故障检测和容错控制

提出了一种新的基于T-S模糊模型在线辨识的非线性系统的故障诊断与容错控制策略.在闭环控制中,根据在线产生的数据对T-S模糊模型进行辨识,当故障引起系统动态的结构性变化时,在线模糊聚类算法能够辨识出系统的重大改变并产生新的模糊规则描述系统新的动态,同时基于T-S模型的控制律也会做出相应的调整.分析了T-S模糊模型结构和参...     

基于模糊自整定PID的EPS控制系统研究

根据电动助力转向系统的工作原理、控制模型、助力特性及控制策略,利用Matlab软件中simulink模块搭建基于模糊自整定PID控制的目标电流跟踪控制仿真模型,然后通过分析仿真结果得出模糊自整定PID控制能较好的满足EPS系统助力、操纵稳定、响应快的特性要求.对EPS控制系统研究具有一定的参考性.     

基于模糊自适应PID控制器的多轴车辆转向控制系统设计及仿真

 通过对多轴转向车辆数学模型进行简化,获得某型号五轴全路面起重机的二自由度操纵动力学模型,并基于零质心侧偏角控制策略推导出各后轮转角与前轮转角及车速的函数关系.在对比例阀和转向执行机构(液压缸)进行简化的基础上,在Matlab/Simulink中建立了转向系统完整的数学模型.为克服传统PID控制器的缺点,基于Matlab模糊逻辑控制模块建立了转向系统模糊自适应PID控制器,对PID控制器各个控制参数进行在线整定,以此获得较高的控制精度.以25km/h速度下稳态回转试验对该控制器进行仿真验证.经过仿真分析后发现,该模糊控制器取得很好的效果,系统响应迅速,跟随性好,完全能满足控制需要.     

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.     

基于状态反馈的四轮转向汽车最优控制

为了充分发挥四轮转向技术在改善汽车操纵稳定性方面的优势,对车辆转向的理想状态进行了分析,构建了理想转向模型.依据具有二次型性能指标的最优控制理论,以车辆转向理想模型作为跟踪目标,采用基于状态反馈和前轮前馈的控制策略,对四轮转向汽车后轮转向控制规律进行了研究,并推导了后轮转角最优控制算法.利用Matlab/Simulink工具,对所提出的后轮转向最优控制方法在不同侧重的权值下,分别与比例控制四轮转向汽车和传统的前轮转向汽车进行了动力学仿真对比.仿真结果表明:所设计的后轮转角最优控制器改善了车辆转向的瞬态与稳态响应特性,其瞬态响应的超调量减少,稳定时间缩短;侧向滑移的稳态值有所降低,从而提高了车辆转向的操纵稳定性.     

四轮转向汽车路径跟随控制

路径跟随控制是汽车实现自动驾驶的重要工具,已在前轮转向汽车上取得了较好的效果,但是前轮转向汽车的路径跟随控制不完全适用于四轮转向汽车.对此,基于横向误差,提出一种四轮转向汽车路径跟随模糊控制算法.首先,建立响应面模型作为优化目标函数.然后,利用遗传算法对模糊控制器进行优化设计.最后,通过Carsim-Simulink联合仿真实验,对该算法进行验证.仿真结果表明,路径跟随横向误差得到有效降低,车身质心侧偏角也控制在0.6°以内.该算法能够实现精准的路径跟随,并提高汽车的操纵稳定性.     

基于在线密度聚类的潜艇悬停自适应模糊建模

针对潜艇悬停过程这一时变、强耦合和不确定性的复杂非线性多输入多输出(MIMO)被控对象,提出了一种基于密度定义的聚类方法提取样本数据模糊规则、建立实常数值后件模糊模型的模糊自适应建模方法.通过密度聚类在线提取样本数据输入输出变量间的内在规则,确定被控对象合理的模糊模型结构;用前馈模糊神经网络结构表示模糊系统规则后件,并采用一阶梯度算法对实常数后件参数进行在线辨识.对潜艇悬停控制过程进行的仿真实验证明了该方法的有效性.     

分级在线自组织学习的GD-FNN算法研究

提出了基于椭圆基函数(EBF)的广义动态模糊神经网络(GD-FNN)算法。算法提取的模糊规则具有很好可理解性,可以作为建模工具,也可以作为知识提取的工具。广义动态模糊神经网络由于基于模糊ε-完备性,同时提出了一种新颖的在线参数分配机制,从而缓解了初始化的随机选择,且与输入变量不同值域没有关系,因而更容易构造一个较好性能的模糊系统。开发了仿真程序,对具体案例进行仿真,取得了较为理想的结果。     

电液位置伺服系统的规则自校正模糊PID控制器

介绍电液位置伺服控制系统的组成与工作原理,并利用实时工作间(RTW)的半物理仿真环境和MATLAB系统辨识工具箱,对电液位置伺服系统进行系统模型辨识及验证。提出一种规则自校正模糊PID控制器,并将其用于辨识得到的模型中,设计一种在线的模糊推理算法,使得模糊控制规则可以得到实时在线调整。仿真结果表明:基于规则自校正模糊PID控制器的电液位置伺服系统的性能得到较大改善,既具有PID控制器高精度的优点,又具有模糊控制器快速、适应性强的特点,保证系统具有良好的动、稳态特性。     

RTD A控制器参数性能分析及在线模糊自整定

为了减少RTD A控制器的参数调节难度，增强其实用性，分析了RTD A控制器中需要整定的4个参数，即系统鲁棒性θR、设定值跟踪θT、干扰抑制θD和全局收敛性θA对系统性能的影响.结果表明：当θT和θA在一定范围内取定值时，对系统控制结果不会产生明显的影响；而θR和θD的整定则能够改善系统模型失配和未知扰动等问题.为此，提出了一种基于模糊逻辑的控制器参数θR和θD的在线自整定方法.该方法首先建立了控制器参数的模糊控制规则，然后，根据模糊控制规则进行模糊推理，实现了参数θR和θD的在线模糊自整定.仿真实验结果表明，与手工设定参数方法相比，本文提出的参数在线模糊自整定方法能够简化参数的整定步骤，提高RTD A控制器的性能.     

城市交通信号三级模糊滑动优化控制方法

提出一种城市交通信号三级模糊滑动优化控制方法.引入非冲突车流的搭接相位构建交通信号三级模糊控制器的模型,并采用滑动时间窗设计滑动优化的框架.根据实时采集的交通数据,采用基于黄金分割的混合遗传算法,在线学习模糊控制器的隶属函数及控制规则参数.在常态及事故不同交通条件下,以典型路口进行Paramics仿真试验.结果表明提出方法的自适应能力好,可快速响应路口交通流的不确定性事件,且在高饱和的交通条件下性能稳定.     

基于视觉的智能车辆模糊滑模横向控制

以采用视觉导航的智能车DLUIV-1为对象,对智能车辆的横向控制方法开展研究.首先,建立基于视觉预瞄距离的车辆横向控制系统模型,利用包含速度等因素在内的预瞄运动学模型确定车辆的横向偏差和方位偏差.其次,针对横向控制的特点,提出了模糊和滑模相结合的智能车辆横向控制策略,综合考虑车辆当前的横向偏差和方位偏差,将二者融合后的综合偏差作为滑模切换函数的参数来设计滑模面,将滑模切换函数作为控制目标,利用模糊控制规则调整控制变量的大小来确保存在和到达条件成立,保证方向盘转动的稳定性.仿真结果表明该横向控制器能够保证智能车辆准确而且稳定地跟踪参考路径,且对模型参数的变化具有较强的鲁棒性.     

四驱混合动力轿车转弯工况路径跟踪控制

针对四驱混合动力轿车,提出一种转弯工况下集成横向与纵向运动控制功能的路径跟踪控制策略.在建立车辆动力学与动力系统模型的基础上,设计了基于轨迹跟踪误差的驾驶员预瞄转向模型;采用模糊控制器确定了期望车速,对转矩分配问题进行优化研究;设计了车速与轨迹跟踪模型预测控制器;搭建了CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真模型与自动驾驶模拟驾驶器,对控制策略进行了离线仿真和硬件在环仿真试验.研究结果表明,车辆转弯过程中路径及车速跟踪效果良好,满足转弯工况路径跟踪需求.     

基于意图辨识的线控汽车紧急转向控制方法

针对线控转向汽车在紧急转向时,按理想转向传动比控制得到的横摆角速度动态响应慢、超调量大、稳定时间长的问题,提出了一种基于驾驶员转向意图辨识的横摆角速度反馈控制方法.该方法在正常转向时,车辆按照理想转向传动比控制;在紧急转向时,在理想转向传动比控制基础上,叠加横摆角速度反馈控制.车辆紧急转向引入驾驶员转向意图辨识环节,以判定何时叠加横摆角速度反馈控制.转向意图辨识利用多维高斯隐马尔可夫模型建模,通过离线训练参数、在线辨识识别的方式实现.实验验证结果表明:该方法能够有效降低线控汽车瞬态转向响应的超调量、减少稳定时间.     

船舶航向非线性系统自适应模糊补偿控制

摘要： 研究了船舶直航和谐波航向控制问题.基于Lyapunov稳定性理论,将自适应模糊补偿技术应用到船舶航向非线性响应模型中,利用万能逼近定理构造模糊系统逼近系统中的未知非线性,提出了一种基于自适应模糊补偿且带有物理约束二阶滤波器的鲁棒跟踪控制器.运动响应模型考虑了建模误差和外界干扰,模糊系统能有效地逼近非线性系统,控制器能够准确地跟踪预设航向和转首角速度.舵角控制结合舵机伺服系统模型,操舵情况符合物理现实. 数值仿真在相同控制参数下与传统比例 微分(PD)控制作比较,结果验证了自适应模糊控制器的有效性和优越性.     

基于模糊概念相似性与模糊熵度量的模糊分类算法

在AFS(axiomatic fuzzy set)理论框架下,提出了一种基于模糊概念相似性与模糊熵度量的分类算法.模糊分类规则的前件通过概念聚合得到,一种基于模糊概念相似性与模糊熵度量的概念选择函数指导聚合过程;然后,利用剪枝算法对得到的模糊规则集进行剪枝,得到最终的分类规则集.用8组来自UCI数据库的数据集作为实验数据对算法进行验证,并与7种经典分类方法进行比较.实验结果表明该算法能得到较高的分类精度,分类结果明显优于参照的分类方法.     

模糊目标信息系统上的逻辑及决策规则

基于模糊目标信息系统模型，并结合粗糙集相关的逻辑理论，提出了模糊粗糙决策语言FRDL，给出了FRDL中公式的定义、语义、可满足性有效性的形式化描述以及相关的性质。在此语言的基础上，给出了模糊目标信息系统上的决策规则、逆决策规则形式化描述和构造方法。FRDL所描述的逻辑表达方法以及规则推理公式为建立在模糊目标信息系统之上的决策支持系统、推理机提供了形式化的表示和推理方法。最后，在眼科近视诊断上进行的数据实验表明，这种形式化描述和推理方法比较合理。     

自适应粒子群算法的整定模糊PID控制器的参数优化

提出了一种基于自适应粒子群算法(APSO)优化模糊PID控制器隶属函数的方法以及基于模糊控制规则的权值来消减规则数目的参数优化方法.仿真实验表明,该方法相比传统方法能得到具有更快响应速度和更小的超调量的模糊PID控制器.