一种新的T-S模糊模型数学建模方法

T-S模糊系统被广泛应用于基于数据的建模应用中,T-S模糊系统的建模问题在非线性系统的分析与设计中一直是个很重要的问题.在常见的T-S模糊系统建模方法的基础上,提出一种新的建模方法.该方法利用泰勒级数和麦克劳林级数展开式将非线性项进行分解,相对于现有的建模方法来讲,在一定程度上提高了建模精度.     

一类非线性系统的扇区模糊建模方法

针对一类非线性系统的建模问题,以扇区非线性化为基础,提出了一种T-S模糊建模方法。首先在论域上确定出系统中非线性项的最大值和最小值;然后给出非线性项的隶属度函数;最后建立了非线性系统的T-S模糊线性模型。本算法计算简单,容易实现,同时,仿真结果也表明算法能够有效实现对原系统的逼近。     

变时滞不确定模糊系统鲁棒观测器的设计

T-S模糊模型可以对复杂非线性系统提供有效的表达方式。文中，利用模糊T-S模型对非线性不确定时滞系统进行建模，在此基础上，提出了通过模糊状态反馈和基于观测器的模糊反馈控制器镇定不确定非线性时滞系统的方法。用短阵不等式给出了模糊反馈增益和模糊观测器增益的存在的充分条件，并将这些条件转化为线性矩阵不等式（LMI）的可解性，仿真结果表明了文中所提出的模糊控制方法是有效的。     

非线性系统的自适应模糊调节器的设计与分布

对于未知的非线性系统,利用误差滤波方法,提出了一种自适应模糊调节器的设计方法。根据模糊系统的逼近性质,非线性系统可以表示为线性参数化模型加上一建模误差项。当建模误差项满足线性增长条件时,分析了算法的鲁棒性,利用李亚普诺夫稳定性理论,证明了算法的全局稳定性,并且系统的状态收敛于零的某一领域内。     

改进的T-S模糊模型建模方法及其应用

针对一般的仿射非线性系统,提出了一种改进的建立T-S模糊模型的方法. 使建立的模糊系统与原非线性系统具有相同的响应特性,避免了平衡点线性化产生的系统误差的不利影响,同时也适用于含有多个非线性项的系统. 将这种建模方法应用到GMAW系统,建立了改进基于T-S模糊模型GMAW系统,并且建立的模糊系统和原系统具有相同的响应特性. 仿真结果证明了该方法的有效性.     

非线性系统的自适应模糊调节器的设计与分析

对于未知的非线性系统 ,利用误差滤波方法 ,提出了一种自适应模糊调节器的设计方法 .根据模糊系统的逼近性质 ,非线性系统可以表示为线性参数化模型加上一建模误差项 .当建模误差项满足线性增长条件时 ,分析了算法的鲁棒性 .利用李亚普诺夫稳定性理论 ,证明了算法的全局稳定性 ,并且系统的状态收敛于零的某一邻域内     

多输入多输出非线性时变时延系统的自适应跟踪控制

针对多输入多输出非线性时变时延系统,提出了一种模糊自适应跟踪控制方案,该方案构建了基于模糊T-S模型的自适应时变时延模糊逻辑系统,用来逼近未知非线性时变时延函数,从而实现了对非线性系统的建模.根据跟踪误差给出了模糊逻辑系统的参数自适应律,设计了H..补偿器来抵消模糊逼近误差和外部扰动.基于Lyapunov稳定性理论,提出的控制方案保证了闭环系统的稳定性并获得了期望的H..跟踪性能,机械臂的仿真结果表明了该方案的有效性.     

一种改进的T-S模糊模型建模及优化方法

模糊建模是一种有效的非线性系统建模方法,因为非线性系统的复杂性,仍有很多问题难以处理。针对T-S模糊模型,提出了一种改进的建模及优化方法。首先,将快速搜索密度峰聚类和模糊C均值聚类(FCM)算法相结合,使用快速搜索密度峰聚类算法找到聚类个数和初始聚类中心后,再用FCM算法进行聚类;然后,通过最小二乘法辨识结论参数得到初始T-S模糊模型,使用改进的差分进化(DE)算法整体优化模型的结构和参数,获得最终的T-S模型;最后,选择代表性实例,使用MATLAB程序进行仿真分析和比较,验证了本文方法能有效提高T-S模糊模型的辨识精度和速度。     

一种基于改进BFO和RLS的模糊建模方法

为了提高非线性系统的模糊建模精度,提出了一种基于改进的菌群优化算法(IBFO)和递推最小二乘(RLS)算法的模糊建模混合学习算法。该方法采用T-S模糊系统进行函数逼近,首先用改进的菌群优化算法优化模糊模型的前提参数,然后用递推最小二乘算法优化模糊模型的后件参数,实现对模糊模型全局参数的优化。对非线性系统、煤气炉数据和气动加载系统的建模表明,该方法在逼近精度方面优于其他方法。     

基于T-S模型的一类非线性系统自适应滑模跟踪控制及仿真

针对一类带有内部干扰和未知非线性函数的非线性系统,首先基于伸缩器和饱和器的概念,将一个时变伸缩因子ρ-1引入到T-S模糊逻辑系统的输入而形成扩展模糊逻辑系统,然后利用该模糊逻辑系统给出一种时变伸缩因子参数的自适应滑模控制器的设计方法。其中非线性系统中的未知非线性函数采用T-S模糊逻辑系统进行逼近,故只需较少的模糊规则即可达到逼近要求,而且参数自适应率的个数与模糊逻辑系统中的模糊规则数无关,因此该方法不仅有效地减少在线运算量,而且在有限的时间内实现跟踪控制。最后,对带有干扰项和未知非线性函数的Duffing混沌系统完成了目标跟踪仿真,仿真结果验证了该控制算法的有效性和可行性。
     

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.     

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...     

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。     

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...     

基于模糊聚类方法的T-S模糊系统建模

提出了用一个聚类验证准则设计模糊C均值聚类算法，这个聚类验证准则是用来确定模糊C均值算法中合适的聚类数．针对T—S模糊模型，由模糊c均值聚类算法确定其逻辑前件参数，进而采用最小二乘算法确定模糊推理规则的后件参数．最后，应用本文建模方法对一个非线性实例进行仿真计算，并与其它方法进行了比较，结果表明本文方法是有效的．     

基于模糊竞争学习的模糊模型一体化辨识

提出了一种利用MGS(modified Gram-Schmidt)算法建立非线性系统模型的建模方法,并给出了基于MGS算法的模型结构和参数辨识的一体化方法,即利用MGS正交变换对通过模糊竞争学习的聚类结果进行变换,确定对模型贡献大的规则,删除对模型贡献小的规则,同时对模型中的参数进行估计,实现模糊模型结构和参数的优化.仿真结果表明,提出的方法能够对非线性系统进行模糊建模.     

基于T-S型模糊系统的复杂系统镇定控制器

针对局部可用非线性系统描述的复杂系统问题,基于T-S(Takageno-Sugeno)模糊模型,给出了一种设计非线性镇定控制器的方法.该方法所依赖的稳定性假定只涉及其中一个特定的模糊子系统和隶属函数的选取,而模糊规则库中的隶属函数可以依照一个明确的方向选择,所得到的非线性控制器依赖于隶属函数的选取,保证了全局模糊逻辑系统渐近稳定.通过仿真验证了该非线性控制器的有效性.