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基于二型模糊控制的无人艇航向航速控制系统设计与试验
1
作者
何姝
熊颖郡
+2 位作者
肖玲君
雷涛
朱曼
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2024年第1期90-97,共8页
[目的]针对水上复杂多变的环境给无人艇(USV)控制带来的不确定性干扰,提出基于二型模糊控制算法的USV航向航速控制器,并运用所提算法研制一套智能自主稳健的控制系统。[方法]构建USV航向航速运动特性模型,利用递推最小二乘法(RLS)对航...
[目的]针对水上复杂多变的环境给无人艇(USV)控制带来的不确定性干扰,提出基于二型模糊控制算法的USV航向航速控制器,并运用所提算法研制一套智能自主稳健的控制系统。[方法]构建USV航向航速运动特性模型,利用递推最小二乘法(RLS)对航向航速运动特性模型进行参数辨识,基于辨识的航向航速运动特性模型分别设计二型模糊控制算法和滑模控制算法,并进行实艇验证试验。[结果]结果表明,相较于滑模控制算法,二型模糊控制算法在控制USV时表现出了较好的鲁棒性,具有较理想的抗干扰能力,但在实时响应方面略长。[结论]研究结果可为在不确定干扰环境下的USV运动控制提供参考。
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关键词
无人艇
航向航速
控制
递推最小
二
乘法
二型模糊控制
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职称材料
基于NT降阶的乘积型区间二型模糊控制器结构分析
被引量:
5
2
作者
施建中
李荣
+1 位作者
杨勇
梁绍华
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2019年第4期1055-1058,共4页
目前区间二型模糊控制器的结构分析主要基于Zadeh的取小推理和KM降阶算法。KM算法是一循环迭代过程,没有解析解,无法进行控制器的稳定性分析,且取小推理需要进行输入空间的划分,过程较为繁琐。提出了一种简化的区间二型模糊控制器分析方...
目前区间二型模糊控制器的结构分析主要基于Zadeh的取小推理和KM降阶算法。KM算法是一循环迭代过程,没有解析解,无法进行控制器的稳定性分析,且取小推理需要进行输入空间的划分,过程较为繁琐。提出了一种简化的区间二型模糊控制器分析方法,该方法首先采用乘积推理,模糊规则的激发隶属度为输入变量隶属度的乘积,统一了控制器的表达式形式,避免了输入空间的划分过程,模糊控制器的结构分析更加简单。二型模糊集合采用NT降阶算法,该算法直接利用首隶属度函数的上、下限的平均值来进行解模糊化操作,避免了迭代计算,简化了降阶过程。控制器的表达式等效于一个增量式PI(位置式PD)控制器,其比例增益、积分增益以及补偿项均为非线性可调,而且还能得到控制器的闭环表达式,易进行区间二型模糊控制器的稳定性分析与设计等。
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关键词
区间
二型模糊控制
KM降阶
NT降阶
乘积推理
结构分析
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职称材料
核电站稳压器压力智能二型模糊控制方法研究
被引量:
1
3
作者
王为国
王灵
+2 位作者
费敏锐
陈凯
钱虹
《工业控制计算机》
2018年第7期37-38,156,共3页
核电站稳压器压力控制系统内部的热工与流体力学过程复杂,存在非线性、时变等特点,获取系统精确数学模型非常困难,传统的PID等控制方法难以获得良好的控制性能。相比传统模糊控制方法,区间二型模糊能更有效地处理控制系统的不确定性,但...
核电站稳压器压力控制系统内部的热工与流体力学过程复杂,存在非线性、时变等特点,获取系统精确数学模型非常困难,传统的PID等控制方法难以获得良好的控制性能。相比传统模糊控制方法,区间二型模糊能更有效地处理控制系统的不确定性,但其参数更多,设定也更为复杂。为此提出一种基于人类学习优化算法的区间二型模糊控制方法,利用人类学习优化算法对区间二型模糊控制器的参数进行全局优化,以获得最优的核电站稳压器压力控制性能。仿真结果表明,基于人类学习优化算法的区间二型模糊控制系统无超调、响应速度快,与传统二型模糊控制方法及基于其它优化算法的二型模糊控制算法相比,具有更好的控制性能。
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关键词
稳压器
压力
控制
二型模糊控制
人类学习优化算法
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职称材料
基于改进的Oustaloup滤波器分数阶区间二型模糊控制器设计
被引量:
1
4
作者
王新超
《系统仿真技术》
2020年第2期99-102,113,共5页
分数阶PID控制器由于具有2个额外可以调整的参数,在控制系统中得到了广泛应用。针对传统模糊逻辑系统的分数阶PID控制器不能处理系统不确定性的缺陷,提出了一种基于区间二型模糊逻辑系统的分数阶区间二型模糊控制器。常用的拟合分数阶...
分数阶PID控制器由于具有2个额外可以调整的参数,在控制系统中得到了广泛应用。针对传统模糊逻辑系统的分数阶PID控制器不能处理系统不确定性的缺陷,提出了一种基于区间二型模糊逻辑系统的分数阶区间二型模糊控制器。常用的拟合分数阶算子的Oustaloup滤波器在拟合频段的端点处效果较差,故采用一种改进的Oustaloup滤波器来拟合分数阶算子。仿真实例表明,所提出的控制器具有较好的控制效果。
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关键词
二
型
模糊
集合
二型模糊控制
分数阶
控制
Oustaloup滤波器
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职称材料
基于区间二型模糊PID的四旋翼无人机姿态控制
5
作者
吴彪
院老虎
李威
《控制工程》
CSCD
北大核心
2024年第4期636-643,共8页
针对传统PID控制与一型模糊控制在四旋翼无人机姿态控制中响应速度慢、超调量大等问题,提出了一种区间二型模糊控制与传统PID控制相结合的控制算法。首先,在一型模糊系统的基础上对系统的单值前件和后件进一步模糊化形成区间前件和后件...
针对传统PID控制与一型模糊控制在四旋翼无人机姿态控制中响应速度慢、超调量大等问题,提出了一种区间二型模糊控制与传统PID控制相结合的控制算法。首先,在一型模糊系统的基础上对系统的单值前件和后件进一步模糊化形成区间前件和后件,更适于处理模糊信息。其次,利用具有停止条件的改进迭代算法(enhanced iterative algorithm with stop condition,EIASC)进行降型过程中开关点的计算,减少了计算时间,并将求解出的参数变化量作为初始PID控制参数值的补偿。最后,在建立的四旋翼无人机动力学模型上对所提算法进行仿真验证,仿真结果表明,所提算法比传统PID控制算法和一型模糊PID控制算法具有更快的响应速度、更高的稳态精度和更小的超调量。
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关键词
区间
二型模糊控制
模糊
PID
控制
四旋翼无人机姿态
控制
PID
控制
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职称材料
基于广义二型模糊神经网络的移动机器人轨迹跟踪控制
被引量:
2
6
作者
周俊
赵涛
《计算机应用与软件》
北大核心
2023年第4期68-74,79,共8页
针对轮式移动机器人的轨迹跟踪问题,提出一种广义二型模糊神经网络控制方法。模糊控制可以弥补机器人动态特性中的非线性和不确定性因素,而广义二型模糊系统能更有效地处理外界干扰和参数扰动等不确定性,广义二型模糊神经网络系统结合...
针对轮式移动机器人的轨迹跟踪问题,提出一种广义二型模糊神经网络控制方法。模糊控制可以弥补机器人动态特性中的非线性和不确定性因素,而广义二型模糊系统能更有效地处理外界干扰和参数扰动等不确定性,广义二型模糊神经网络系统结合了神经网络强大的非线性拟合能力和自学习能力,能够更有效地对规则库中可能存在的不确定性进行建模。它可以进一步提高控制精度,达到跟踪的目的。仿真结果表明,与PID控制器、模糊控制器和一型模糊神经网络控制器相比,该方法能更好地跟踪轮式移动机器人的运动轨迹且拥有更好的抗干扰能力。
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关键词
广义
二型模糊控制
神经网络
轨迹跟踪
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职称材料
一类区间二型模糊PI控制器设计算法
被引量:
3
7
作者
施建中
李荣
杨勇
《智能系统学报》
CSCD
北大核心
2018年第5期836-842,共7页
区间二型模糊控制器在处理不确定性方面优于传统的模糊控制器,但带来的一个问题就是区间二型模糊控制器需要降阶过程。常用的KM等迭代式降阶算法效率低下,难以用于实时性较高的场合。本文利用直接降阶算法和动态解模糊化算法,提出了一...
区间二型模糊控制器在处理不确定性方面优于传统的模糊控制器,但带来的一个问题就是区间二型模糊控制器需要降阶过程。常用的KM等迭代式降阶算法效率低下,难以用于实时性较高的场合。本文利用直接降阶算法和动态解模糊化算法,提出了一类区间二型模糊PI控制器设计算法。该算法在降阶过程中考虑偏差和偏差变化量对控制器输出的影响,避免了KM等迭代式降阶过程。通过二阶迟延对象以及一个非线性对象的仿真实验表明,本文算法能够有效降低系统超调,降低系统的稳态时间,控制器在设定值附近的输出更为平滑。
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关键词
二
型
模糊
集合
KM降阶
二型模糊控制
二
型
模糊
PI
不确定域
动态解
模糊
化
直接降阶
增量式PI
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职称材料
两轮移动巡检机器人的区间二型模糊滑模控制
被引量:
4
8
作者
陈瑶
毛雅洁
+1 位作者
赵涛
刘佳豪
《计算机应用与软件》
北大核心
2020年第10期27-33,56,共8页
针对两轮移动巡检机器人的强耦合、欠驱动及非线性等特性,使用终端滑模控制器对其进行轨迹跟踪误差控制,但终端滑模控制器会使系统产生抖振现象,不利于实际应用。为了削弱甚至消除该现象,将区间二型模糊与终端滑模相结合,提出区间二型...
针对两轮移动巡检机器人的强耦合、欠驱动及非线性等特性,使用终端滑模控制器对其进行轨迹跟踪误差控制,但终端滑模控制器会使系统产生抖振现象,不利于实际应用。为了削弱甚至消除该现象,将区间二型模糊与终端滑模相结合,提出区间二型模糊滑模控制器。仿真结果显示,该控制器与一型模糊滑模控制器、终端滑模控制器相比,不仅能对机器人进行轨迹跟踪误差控制,而且其控制性能最佳。
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关键词
一
型
模糊控制
区间
二型模糊控制
终端滑模
控制
两轮移动巡检机器人
轨迹误差跟踪
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职称材料
题名
基于二型模糊控制的无人艇航向航速控制系统设计与试验
1
作者
何姝
熊颖郡
肖玲君
雷涛
朱曼
机构
深圳市宇驰检测技术股份有限公司
武汉理工大学智能交通系统研究中心
出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2024年第1期90-97,共8页
基金
湖北省揭榜制科技资助项目(2021BEC003)
国家自然科学基金资助项目(52001237)
武汉理工大学三亚科教创新园开放基金资助项目(2021KF0030)。
文摘
[目的]针对水上复杂多变的环境给无人艇(USV)控制带来的不确定性干扰,提出基于二型模糊控制算法的USV航向航速控制器,并运用所提算法研制一套智能自主稳健的控制系统。[方法]构建USV航向航速运动特性模型,利用递推最小二乘法(RLS)对航向航速运动特性模型进行参数辨识,基于辨识的航向航速运动特性模型分别设计二型模糊控制算法和滑模控制算法,并进行实艇验证试验。[结果]结果表明,相较于滑模控制算法,二型模糊控制算法在控制USV时表现出了较好的鲁棒性,具有较理想的抗干扰能力,但在实时响应方面略长。[结论]研究结果可为在不确定干扰环境下的USV运动控制提供参考。
关键词
无人艇
航向航速
控制
递推最小
二
乘法
二型模糊控制
Keywords
unmanned surface vehicles
heading and speed control
recursive least squares method
Type-2 fuzzy control
分类号
U664.82 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
基于NT降阶的乘积型区间二型模糊控制器结构分析
被引量:
5
2
作者
施建中
李荣
杨勇
梁绍华
机构
南京工程学院能源与动力工程学院
出处
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2019年第4期1055-1058,共4页
基金
南京工程学院校级科研基金资助项目(YKJ201523
YKJ201408)
南京工程学院青年基金资助项目(QKJA201504)
文摘
目前区间二型模糊控制器的结构分析主要基于Zadeh的取小推理和KM降阶算法。KM算法是一循环迭代过程,没有解析解,无法进行控制器的稳定性分析,且取小推理需要进行输入空间的划分,过程较为繁琐。提出了一种简化的区间二型模糊控制器分析方法,该方法首先采用乘积推理,模糊规则的激发隶属度为输入变量隶属度的乘积,统一了控制器的表达式形式,避免了输入空间的划分过程,模糊控制器的结构分析更加简单。二型模糊集合采用NT降阶算法,该算法直接利用首隶属度函数的上、下限的平均值来进行解模糊化操作,避免了迭代计算,简化了降阶过程。控制器的表达式等效于一个增量式PI(位置式PD)控制器,其比例增益、积分增益以及补偿项均为非线性可调,而且还能得到控制器的闭环表达式,易进行区间二型模糊控制器的稳定性分析与设计等。
关键词
区间
二型模糊控制
KM降阶
NT降阶
乘积推理
结构分析
Keywords
interval type 2 fuzzy control
KM type reduction
NT type reduction
product inference
structure analysis
分类号
TP273.4 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
核电站稳压器压力智能二型模糊控制方法研究
被引量:
1
3
作者
王为国
王灵
费敏锐
陈凯
钱虹
机构
上海大学机电工程与自动化学院
上海自动化仪表有限公司
上海电力学院
出处
《工业控制计算机》
2018年第7期37-38,156,共3页
文摘
核电站稳压器压力控制系统内部的热工与流体力学过程复杂,存在非线性、时变等特点,获取系统精确数学模型非常困难,传统的PID等控制方法难以获得良好的控制性能。相比传统模糊控制方法,区间二型模糊能更有效地处理控制系统的不确定性,但其参数更多,设定也更为复杂。为此提出一种基于人类学习优化算法的区间二型模糊控制方法,利用人类学习优化算法对区间二型模糊控制器的参数进行全局优化,以获得最优的核电站稳压器压力控制性能。仿真结果表明,基于人类学习优化算法的区间二型模糊控制系统无超调、响应速度快,与传统二型模糊控制方法及基于其它优化算法的二型模糊控制算法相比,具有更好的控制性能。
关键词
稳压器
压力
控制
二型模糊控制
人类学习优化算法
Keywords
pressurizer
pressure control system
Type-2 fuzzy control
human learning optimization algorithm
分类号
TM623 [电气工程—电力系统及自动化]
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于改进的Oustaloup滤波器分数阶区间二型模糊控制器设计
被引量:
1
4
作者
王新超
机构
中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司
出处
《系统仿真技术》
2020年第2期99-102,113,共5页
文摘
分数阶PID控制器由于具有2个额外可以调整的参数,在控制系统中得到了广泛应用。针对传统模糊逻辑系统的分数阶PID控制器不能处理系统不确定性的缺陷,提出了一种基于区间二型模糊逻辑系统的分数阶区间二型模糊控制器。常用的拟合分数阶算子的Oustaloup滤波器在拟合频段的端点处效果较差,故采用一种改进的Oustaloup滤波器来拟合分数阶算子。仿真实例表明,所提出的控制器具有较好的控制效果。
关键词
二
型
模糊
集合
二型模糊控制
分数阶
控制
Oustaloup滤波器
Keywords
type-2 fuzzy sets
type-2 fuzzy control
fractional order control
Oustaloup filter
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于区间二型模糊PID的四旋翼无人机姿态控制
5
作者
吴彪
院老虎
李威
机构
沈阳航空航天大学航空宇航学院
出处
《控制工程》
CSCD
北大核心
2024年第4期636-643,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(11302134)。
文摘
针对传统PID控制与一型模糊控制在四旋翼无人机姿态控制中响应速度慢、超调量大等问题,提出了一种区间二型模糊控制与传统PID控制相结合的控制算法。首先,在一型模糊系统的基础上对系统的单值前件和后件进一步模糊化形成区间前件和后件,更适于处理模糊信息。其次,利用具有停止条件的改进迭代算法(enhanced iterative algorithm with stop condition,EIASC)进行降型过程中开关点的计算,减少了计算时间,并将求解出的参数变化量作为初始PID控制参数值的补偿。最后,在建立的四旋翼无人机动力学模型上对所提算法进行仿真验证,仿真结果表明,所提算法比传统PID控制算法和一型模糊PID控制算法具有更快的响应速度、更高的稳态精度和更小的超调量。
关键词
区间
二型模糊控制
模糊
PID
控制
四旋翼无人机姿态
控制
PID
控制
Keywords
Interval type-2 fuzzy control
fuzzy PID control
attitude control of quadrotor UAV
PID control
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于广义二型模糊神经网络的移动机器人轨迹跟踪控制
被引量:
2
6
作者
周俊
赵涛
机构
四川大学电气工程学院
出处
《计算机应用与软件》
北大核心
2023年第4期68-74,79,共8页
基金
四川省科技计划项目(2020YFG0115)
成都市科技计划项目(2019-YF05-00958-SN)。
文摘
针对轮式移动机器人的轨迹跟踪问题,提出一种广义二型模糊神经网络控制方法。模糊控制可以弥补机器人动态特性中的非线性和不确定性因素,而广义二型模糊系统能更有效地处理外界干扰和参数扰动等不确定性,广义二型模糊神经网络系统结合了神经网络强大的非线性拟合能力和自学习能力,能够更有效地对规则库中可能存在的不确定性进行建模。它可以进一步提高控制精度,达到跟踪的目的。仿真结果表明,与PID控制器、模糊控制器和一型模糊神经网络控制器相比,该方法能更好地跟踪轮式移动机器人的运动轨迹且拥有更好的抗干扰能力。
关键词
广义
二型模糊控制
神经网络
轨迹跟踪
Keywords
General type-2 fuzzy control
Neural network
Trajectory tracking
分类号
TP3 [自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
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职称材料
题名
一类区间二型模糊PI控制器设计算法
被引量:
3
7
作者
施建中
李荣
杨勇
机构
南京工程学院能源与动力工程学院
出处
《智能系统学报》
CSCD
北大核心
2018年第5期836-842,共7页
基金
南京工程学院校级科研基金项目(YKJ201523)
南京工程学院青年基金项目(QKJA201504)
文摘
区间二型模糊控制器在处理不确定性方面优于传统的模糊控制器,但带来的一个问题就是区间二型模糊控制器需要降阶过程。常用的KM等迭代式降阶算法效率低下,难以用于实时性较高的场合。本文利用直接降阶算法和动态解模糊化算法,提出了一类区间二型模糊PI控制器设计算法。该算法在降阶过程中考虑偏差和偏差变化量对控制器输出的影响,避免了KM等迭代式降阶过程。通过二阶迟延对象以及一个非线性对象的仿真实验表明,本文算法能够有效降低系统超调,降低系统的稳态时间,控制器在设定值附近的输出更为平滑。
关键词
二
型
模糊
集合
KM降阶
二型模糊控制
二
型
模糊
PI
不确定域
动态解
模糊
化
直接降阶
增量式PI
Keywords
type-2 fuzzy sets
KM-type reduction
type-2 fuzzy control
type-2 fuzzy PI
uncertain domain
dynamic defuzzification
direct reduction
incremental PI
分类号
TP273.4 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
两轮移动巡检机器人的区间二型模糊滑模控制
被引量:
4
8
作者
陈瑶
毛雅洁
赵涛
刘佳豪
机构
四川大学
出处
《计算机应用与软件》
北大核心
2020年第10期27-33,56,共8页
基金
国家自然科学基金项目(61703291)。
文摘
针对两轮移动巡检机器人的强耦合、欠驱动及非线性等特性,使用终端滑模控制器对其进行轨迹跟踪误差控制,但终端滑模控制器会使系统产生抖振现象,不利于实际应用。为了削弱甚至消除该现象,将区间二型模糊与终端滑模相结合,提出区间二型模糊滑模控制器。仿真结果显示,该控制器与一型模糊滑模控制器、终端滑模控制器相比,不仅能对机器人进行轨迹跟踪误差控制,而且其控制性能最佳。
关键词
一
型
模糊控制
区间
二型模糊控制
终端滑模
控制
两轮移动巡检机器人
轨迹误差跟踪
Keywords
Type-1 fuzzy control
Interval type-2 fuzzy control
Terminal sliding mode control
Two-wheel mobile inspection robot
Trajectory error tracking
分类号
TP3 [自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于二型模糊控制的无人艇航向航速控制系统设计与试验
何姝
熊颖郡
肖玲君
雷涛
朱曼
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
基于NT降阶的乘积型区间二型模糊控制器结构分析
施建中
李荣
杨勇
梁绍华
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2019
5
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职称材料
3
核电站稳压器压力智能二型模糊控制方法研究
王为国
王灵
费敏锐
陈凯
钱虹
《工业控制计算机》
2018
1
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职称材料
4
基于改进的Oustaloup滤波器分数阶区间二型模糊控制器设计
王新超
《系统仿真技术》
2020
1
下载PDF
职称材料
5
基于区间二型模糊PID的四旋翼无人机姿态控制
吴彪
院老虎
李威
《控制工程》
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
6
基于广义二型模糊神经网络的移动机器人轨迹跟踪控制
周俊
赵涛
《计算机应用与软件》
北大核心
2023
2
下载PDF
职称材料
7
一类区间二型模糊PI控制器设计算法
施建中
李荣
杨勇
《智能系统学报》
CSCD
北大核心
2018
3
下载PDF
职称材料
8
两轮移动巡检机器人的区间二型模糊滑模控制
陈瑶
毛雅洁
赵涛
刘佳豪
《计算机应用与软件》
北大核心
2020
4
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职称材料
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