Robust fuzzy control of Takagi-Sugeno fuzzy neural networks with discontinuous activation functions and time delays

The problem of global robust asymptotical stability for a class of Takagi-Sugeno fuzzy neural networks(TSFNN) with discontinuous activation functions and time delays is investigated by using Lyapunov stability theory.Based on linear matrix inequalities(LMIs),we originally propose robust fuzzy control to guarantee the global robust asymptotical stability of TSFNNs.Compared with the existing literature,this paper removes the assumptions on the neuron activations such as Lipschitz conditions,bounded,monotonic increasing property or the right-limit value is bigger than the left one at the discontinuous point.Thus,the results are more general and wider.Finally,two numerical examples are given to show the effectiveness of the proposed stability results.     

T-S模糊控制系统稳定性分析及控制器设计

研究了在新型的模糊Lyapunov方法下连续T-S模糊控制系统稳定性和模糊控制器设计问题,首先,得出了自由系统新的稳定性充分条件,这个条件具有更大的宽松性;然后基于一系列线性矩阵不等式设计了模糊控制器,这些矩阵不等式可以利用凸优化技术来进行解决。通过对两个具体的实例的仿真验证了本算法的有效性。     

基于T-S模糊模型的混沌系统鲁棒控制器设计

研究具有参数不确定混沌系统基于T S(Takagi Sugeno)模糊模型的鲁棒控制器设计。首先利用IF THEN模糊规则把不确定非线性系统的状态空间分成不同的区域,构建具有参数不确定性的T S模糊模型;然后提出使得系统在平衡点渐近稳定的鲁棒模糊控制器设计。该方法通过解一组线性矩阵不等式分别设计局部控制器,通过并行分布补偿的方法设计T S模糊系统的鲁棒控制器,渐近稳定性的条件更为宽松,能够有效降低鲁棒控制器设计的保守性。最后以Lorenz混沌系统为例,研究混沌系统的鲁棒控制器设计,仿真研究结果表明所设计的鲁棒控制器对参数不确定Lorenz混沌系统具有良好的控制效果。     

Research of robust adaptive trajectory linearization control based on T-S fuzzy system

A robust adaptive trajectory linearization control （RATLC） algorithm for a class of nonlinear systems with uncertainty and disturbance based on the T-S fuzzy system is presented. The unknown disturbance and uncertainty are estimated by the T-S fuzzy system, and a robust adaptive control law is designed by the Lyapunov theory. Irrespective of whether the dimensions of the system and the rules of the fuzzy system are large or small, there is only one parameter adjusting on line. Uniformly ultimately boundedness of all signals of the composite closed-loop system are proved by theory analysis. Finally, a numerical example is studied based on the proposed method. The simulation results demonstrate the effectiveness and robustness of the control scheme.     

船舶运动系统模糊控制器设计及稳定性分析

研究了船舶运动系统的离散模糊控制器设计及闭环离散模糊系统稳定性问题.首先建立了船舶运动系统的离散T-S模糊模型;然后,根据离散型分段模糊Lyapunov函数的定义,应用并行分布补偿方法,提出了一个新的判定闭环离散T-S模糊控制系统稳定性的充分条件,该条件仅需在每个最大交叠规则组中满足模糊Lyapunov函数方法中的条件,降低了公共Lyapunov函数方法和模糊Lyapunov函数方法的保守性和难度;最后,具体设计了一种船舶运动模糊控制器,仿真结果验证了所提方法的有效性.     

TS-PID模糊控制器的IO稳定性分析

推导出了单输入TS PID模糊控制器的插值解析表达式,为实际应用提供了一种快速精确的控制算法。该类模糊控制器的输入变量采用正规模糊集、三角形全交迭隶属度函数,规则后件采用PID表达式,其本质为一种非线性PID控制器。针对几种典型被控对象,应用钝性定理研究获得了TS PID模糊控制器闭环系统IO稳定的充分条件,为这类模糊控制器的系统化设计和稳定性分析提供了一种简便有效的新方法。     

T-S离散模糊控制系统的二次稳定性研究

研究了Takagi-Sugeno离散模糊控制系统的二次稳定性问题。运用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式技术,在一个由模糊子系统的系数矩阵构成的负定矩阵中,充分考虑模糊子系统间的相互作用,得到了在并行分布补偿控制器作用下,闭环离散模糊系统二次稳定的充分条件。这些稳定性条件以线性矩阵不等式的形式给出,因而具有数值易解性。     

Combined indirect and direct method for adaptive fuzzy output feedback control of nonlinear system

A novel control method for a general class of nonlinear systems using fuzzy logic systems (FLSs) is presertted. Indirect and direct methods are combined to design the adaptive fuzzy output feedback controller and a high-gain observer is used to estimate the derivatives of the system output. The closed-loop system is proven to be semiglobally uniformly ultimately bounded. In addition, it is shown that if the approximation accuracy of the fuzzy logic system is high enough and the observer gain is chosen sufficiently large, an arbitrarily small tracking error can be achieved. Simulation results verify the effectiveness of the newly designed scheme and the theoretical discussion.     

带有误差补偿的非线性系统自适应模糊控制

针对一类非线性系统提出了间接自适应模糊控制方法,该方法用模糊逻辑系统逼近未知函数,并设计误差补偿器来减少逼近误差对跟踪精度的影响。在设计等效控制时考虑其存在性,仿真证明该方法不但能使跟踪误差收敛到原点的小邻域内,而且通过适当调整设计参数,可使跟踪误差减小,收敛速度加快。仿真结果验证了此方法的有效性。     

基于Niche的间接T-S模糊自适应控制

提出了新的基于生态系统的Niche间接T-S(Takagi-Sugeno)自适应模糊控制,将含有参数的生态位贴近度函数作为模糊规则的后件,从而构成零阶的T-S模糊控制模型。采用Lyapunov合成方法设计控制器,并使用梯度下降法优化后件参数,最后得到了后件参数的自适应律,体现了生物个体的自适应能力,引入了生态位的模糊系统具有生物个体始终朝着有利于自身方向发展的特性。因此,所建立的模糊T S系统具有更好的自适应性,可以获得更小的变动跟踪误差,并保证整个闭环系统全局稳定性。通过对生态系统的二维捕食系统的仿真验证了本方法的可行性。     

Analysis of one dimensional and two dimensional fuzzy controllers

1 .INTRODUCTIONFuzzy control has attracted considerable researchinterest from different communities , since fuzzysets were first introduced to the steamengine con-trol by Mamdani in 1974 . Avariety of applicationshave demonstrated that fuzzy control can provide abetter performance than the conventional PID con-trollers in dealing withill-defined systems . Howev-er ,some more attention still should be paid to theproperties of the fuzzy controllers . In this paper ,we investigate the analy…     

非线性时滞系统的一种新型稳定模糊控制方案

针对非线性时滞系统,基于模糊动态模型,采用分段Lyapunov函数法,设计出一种新型稳定模糊控制方案,克服了采用公共Lyapunov函数法的并行分配补偿法中需求解公共正定矩阵的困难。新方法只要求一系列正定矩阵满足一系列Lyapunov不等式即可,进一步扩大了解的存在性,减小了保守性。采用线性矩阵不等式法,避免了采用公共Lyapunov函数法中繁琐的Riccati方程求解。     

一类模糊时滞系统自适应跟踪控制与仿真

基于T-S模糊模型和变结构控制策略,研究了一类带有参数不确定项的模糊时滞系统自适应输出跟踪问题。首先利用变结构控制理论选择滑动模,根据李雅普诺夫方法,提出了一种自适应变结构控制策略。利用自适应策略的目的在于克服扰动的未知上界,使设计的控制器满足可达条件。该方法确保系统的运动轨迹在有限的时间内到达滑模面并一直保持在滑模面上。其次根据ISS理论和LMI方法研究了系统状态全局有界的充分条件。最后,通过仿真实例验证了所提方法的正确性和有效性。     

自适应律修改的间接自适应模糊控制

针对一类不确定非线性系统提出了一种间接自适应模糊控制方法,此方法对模糊逻辑系统中的未知参数设计了一种新的自适应学习律,证明了在此自适应律作用下,不但能使跟踪误差收敛于原点的小邻域内,而且通过适当增大设计参数的值,可使跟踪误差减小。仿真结果验证了此方法的有效性。     

T-S模糊系统输出直接反馈控制器设计

讨论了T-S模糊系统输出直接反馈控制器的稳定性分析和设计方法。为了减小稳定性分析的保守性和难度,充分利用模糊规则前件变量模糊隶属度函数的结构信息,对前件变量采用标准模糊分划的T-S模糊系统输出直接反馈控制器进行了研究,获得了稳定性条件。在稳定性分析的基础上,采用平行分布补偿法(PDC)和线性矩阵不等式方法(LMI),研究了输出直接反馈控制器的设计。通过对一个非线性质量块-弹簧-阻尼器系统输出反馈控制器的设计和计算机仿真,验证了方法的有效性。     

Mamdani型概率模糊系统建模方法

针对模糊系统不能有效表示系统中的随机性,给出了一种Mamdani型概率模糊系统的建模方法。该模型不需要领域专家的知识,可以直接从已有数据生成概率模糊规则。相应地给出了一种概率模糊推理方法。概率模糊系统综合了模糊系统的易理解性和概率系统的统计特性,能够对数据中的随机性进行更好地表示和处理。以概率模糊系统在时间序列分析中的应用为例,通过与“查表法”(table look-up scheme) 的比较,说明了所提方法的有效性。     

拦截器姿态控制系统的模糊控制设计方法研究

针对采用姿控发动机进行姿态控制的拦截器,提出了拦截器姿态控制系统的模糊控制设计方法。以拦截器的俯仰通道为例,设计了俯仰通道的姿态控制器,并用MATLAB进行了仿真研究。仿真结果表明,用模糊控制方法设计的姿态控制系统能够较好地实现拦截器的姿态控制。考虑到发动机推力的离散性和干扰的影响,将发动机的输出推力进行正负拉偏1 0 % ,在相同条件下进行了仿真,结果表明姿态控制系统具有较好的鲁棒性     

系统可靠性决策规则发掘方法研究

为根据已有的经验提炼出对系统可靠性评判的决策准则,基于汪培庄的因素空间理论与笔者提出的空间事故树理论思想,构造了一套从决策经验中提取决策准则的方法.该方法适用于条件属性为域值的多因素影响系统.首先数据归一化构建基础信息决策表Ψ(T).计算x_i与x_j关于属性a_q的相似度S(x_i,x_j,a_q),形成相似性表Θ(U,C,S).根据相似性阈值f将Θ(U,C,S)化简得Θ′(U,C′,S).根据模糊度θ,将Θ′(U,C′,S)改造为模糊二项相似表Ω(Θ′,θ),从而构建区分矩阵Γ(Ω).对U进行决策组划分,形成决策项,组成决策归纳表L(T).利用L(T)和Ψ(T)得到了切合实际使用的决策语义表L(T).从方法处理实际问题的结果看,在只利用条件属性集合与对象集合的条件下,即可判断经验决策的合理性.经过一系列的数据处理最终得到的决策语义表L(T),它可以判断系统工作状态属于哪种系统可靠性的决策,并确定了这种决策的置信度.     

参数不确定Liu混沌系统的模糊反馈控制

研究了新近提出的Liu混沌系统的模糊控制方法。在用T-S模糊模型重构了系统结构的基础上,利用反馈控制思想,设计了Liu混沌系统的模糊控制方法,并通过Lyapunov函数的推导得到了系统以衰减率α全局渐近稳定的充分条件。该方法适用于参数确定的系统和含有不确定参数的系统。文章对两种情况均进行了仿真实验。所有的控制参数可以通过LMI方法得到,仿真结果验证了该控制方法的有效性。该模糊控制方法在连续混沌系统中具有通用性。     

混沌系统的一种新型模糊控制方法

基于T-S模糊动态模型,针对气象学中的Lorenz混沌系统设计出一种新型的模糊控制器和模糊观测器,均采用分段Lyapunov函数法进行设计,即对每一个子系统选一个Lyapunov函数,系统总的Lyapunov函数为各个子系统的加权和。避免了并行分配补偿法(PDC)中求解公共正定矩阵P的困难,进一步减少了设计中的保守性,扩大了解的范围。并就其稳定性问题进行了研究。得出了系统全局渐近稳定的条件。模糊观测器的设计解决了系统状态不能直接测量的问题。通过对Lorenz混沌系统的仿真,证明了该方法的有效性。该方案也适合其他类型的非线性系统,有实际应用价值。