区间二型TSK模糊逻辑系统的混合学习算法的研究

基于A1-C1型区间二型TSK模糊逻辑系统的设计算法展开研究,将模糊聚类、神经网络、模糊逻辑系统相结合设计系统,首先应用模糊K均值聚类方法筛选规则,其次将模糊逻辑系统融入神经网络中设计6层模糊神经网络系统,最后通过合并最小二乘法和BP算法来调节系统前后件参数,使系统取得更好的性能。

基于加权Karnik-Mendel算法的区间二型模糊逻辑系统降型

二型模糊逻辑系统是当前的学术研究的热点问题,而降型是该系统中非常重要的一个模块.Kamik-Mendel(KM)算法是被用来计算和完成区间二型模糊逻辑系统降型的标准算法.通过比较离散版本KM算法中求和运算和连续版本的KM(continuous version ofKM,CKM)算法中求积分运算,本文利用数值积分技术中牛顿-柯斯特求积公式将标准KM算法扩展成3种不同形式的加权KM(weighted KM,WKM)算法.而KM算法只是WKM算法中的一种特殊情况.3个计算机仿真例子用来阐述和分析WKM算法的表现,与传统的KM算法相比,WKM算法有较小的绝对误差和较快的收敛速度,给二型模糊逻辑系统设计者和应用者提供了潜在的应用价值.

基于QPSO算法优化的区间二型模糊逻辑系统预测

设计了一类区间二型模糊逻辑系统,研究基于历史数据的预测问题.在区间二型模糊逻辑系统设计中,前件、后件、输入测量区间二型模糊的主隶属函数均选择成具有不确定标准偏差的高斯型二型隶属函数.量子粒子群优化(QPSO)算法用来调整所设计的区间二型模糊逻辑系统参数.部分欧洲智能技术网络(EUNITE)的负荷竞赛数据和美国田纳西州(WTI)原油价格数据用来测试所提出的模糊逻辑系统预测方法.定义综合评价误差和作为模糊逻辑系统的预测性能指标.仿真研究表明,所提出的区间二型模糊逻辑系统预测方法在收敛性和稳定性上均优于相应的一型模糊逻辑系统.

区间二型模糊逻辑系统非单点模糊化研究

针对传统模糊逻辑系统在描述事物的不确定性方面存在的缺陷,研究了区间二型模糊逻辑系统,详细讨论了区间二型模糊逻辑系统的模糊推理过程.以高斯-高斯函数为例,说明了在非单点模糊化的情况下,输出规则隶属度的计算方法,为区间二型模糊逻辑系统的建立奠定基础。

区间二型模糊逻辑系统质心降型及加权Nie-Tan算法

降型是二型模糊逻辑系统中的核心模块。Nie-Tan (NT)算法不涉及到迭代过程,可直接得到系统输出,具有减少计算消耗的优势,而连续NT(CNT)算法在最近的研究中被证明为准确的质心降型算法。通过分析离散NT算法中求和运算和连续NT算法中的求积分运算,利用数值积分技术中牛顿-柯斯特求积公式将NT算法扩展成3种不同形式的加权NT(WNT)算法。在取相同的主变量采样率的情况下,3个计算机仿真例子表明了WNT算法比NT算法有更小的绝对误差且计算速度几乎相同,这使3种不同形式的WNT算法在区间二型模糊逻辑系统的实时应用上具有潜在的可行性和有效性。

广义二型模糊逻辑系统降型及其采样离散Nie-Tan算法

广义二型模糊逻辑系统在近年来成为学术研究的热点问题,而降型是该系统中的核心模块。最近的研究证明了连续Nie-Tan(CNT)算法是计算区间二型模糊集质心的准确方法。发现了离散Nie-Tan(NT)算法中的求和运算和CNT算法中的求积分运算的内在联系,用2类算法完成基于广义二型模糊集α-平面表达理论的广义二型模糊逻辑系统质心降型。3个计算机仿真实验表明,当适当增加主变量采样点个数时,所提出的基于主变量采样的离散NT算法计算出的广义二型模糊逻辑系统质心降型集和解模糊化值结果可以精确地逼近基准的CNT算法,且采样离散NT算法的计算效率远远高于CNT算法的效率。

基于区间二型单点Mamdani模糊逻辑系统的Mackey-Glass时间序列预测

介绍了Mackey-Glass混沌系统模型及系统在混沌状态下的状态变量时间序列。然后设计基于Back-propagation(BP)算法调节参数的区间二型单点Mamdani模糊逻辑系统,用设计的系统对混沌状态下的状态变量时间序列进行预测。预测性能指标和仿真结果表明,区间二型单点Mamdani模糊逻辑系统优于单点一型Mamdani模糊逻辑系统,所设计的区间二型单点Mamdani模糊逻辑系统对混沌状态下Mackey-Glass时间序列预测是有效的和可行的。

基于二分搜索改进Karnik-Mendel算法的广义二型模糊逻辑系统降型

广义二型模糊逻辑系统在近年来被广泛关注,降型仍然是系统的核心模块。改进Karnik-Mendel算法是最流行的降型算法。根据广义二型模糊集的α-平面表达理论,提出一类二分搜索改进Karnik-Mendel算法来完成广义二型模糊逻辑系统质心降型。在取相同的主变量采样率情况下,通过2个计算机仿真示例说明,该算法在不损失计算精度的前提下可取得比改进Karnik-Mendel算法更高的计算效率。

区间二型模糊逻辑系统在水位模糊控制中应用及仿真研究

模糊逻辑系统中采用区间二型模糊集合称为区间二型模糊逻辑系统。将模糊逻辑系统及模糊逻辑工具应用于模糊控制模块中能够很好的解决实际问题。本文设计区间二型模糊逻辑系统研究水位模糊控制问题,MATLAB仿真研究结果表明,所设计的区间二型模糊逻辑系统应用于水位控制是有效的。

基于区间二型模糊逻辑系统的非线性大系统模糊自适应分散控制

针对一类状态可测的非线性大系统,提出了基于二型模糊逻辑系统的模糊自适应分散控制方法。在设计中,应用二型模糊逻辑系统逼近系统中的未知函数,结合模糊自适应和非线性分散控制设计理论,给出了一种新的二型模糊自适应分散控制方法,基于李亚普诺夫函数方法证明了整个闭环系统的稳定性,而且取得很好的控制跟踪性能。仿真实例进一步验证了所提方法的有效性。

区间二型模糊逻辑系统在淋浴模糊控制中的应用及仿真

二型模糊逻辑系统中的二型模糊集能够更好地处理实际问题中的不确定性,它可以最大限度的降低不确定性对系统的影响,研究了区间二型模糊逻辑控制器在淋浴模糊控制中的应用,并应用MATLAB进行仿真,仿真结果表明,所设计的区间二型模糊逻辑系统应用于淋浴模糊控制系统是有效的,与一型模糊逻辑系统比较,取得了更好的控制效果。

基于区间二型模糊逻辑系统的非线性大系统模糊自适应输出反馈分散控制

针对一类状态不可测的非线性大系统,首先设计一种误差观测器,然后设计一种自适应输出反馈模糊控制器。在设计中,应用二型模糊逻辑系统逼近系统中的未知函数,结合模糊自适应和非线性分散控制设计理论,给出了一种新的二型模糊自适应分散控制方法,基于李亚普诺夫函数方法证明了整个闭环系统的稳定性,而且取得很好的控制跟踪性能。仿真实例进一步验证了所提方法的有效性。

区间二型模糊子空间0阶TSK系统

人们倾向于使用少量的有代表性的特征来描述一条规则,而忽略极为次要的冗余的信息。经典的区间二型TSK(Takagi-Sugeno-Kang)模糊系统,在规则前件和后件部分会使用完整的数据特征空间,对于高维数据而言,易导致系统的复杂度增加和可解释性的损失。针对于此,提出了区间二型模糊子空间0阶TSK系统。在规则前件部分,使用模糊子空间聚类和网格划分相结合的方法生成稀疏的规整的规则中心,在规则后件部分,使用简化的0阶形式,从而得到规则语义更为简洁的区间二型模糊系统。在模拟和真实数据上的实验结果表明该方法分类效果良好,可解释性更好。

PEMFC空气供给系统的二型自适应模糊建模与过氧比控制

质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)空气供给系统存在外部扰动和参数不确定等动态特性,难以实现精准建模和控制.本文结合精确线性化和二型模糊逻辑系统,提出一种自适应控制器实现PEMFC空气供给系统的建模与过氧比控制.该控制器不需要PEMFC空气供给系统模型结构和参数完全已知的条件,而是通过二型模糊逻辑系统在线逼近PEMFC空气供给系统中的未建模动态并从Lyapunov函数中导出自适应参数,从而保证系统收敛性与稳定性.通过稳定性分析证明了该控制器作用下系统跟踪误差的有界性,仿真实验进一步验证了该控制器的有效性与实用性.

区间二型模糊免疫PID在环己烷无催化氧化温度控制系统中的应用

环己烷无催化氧化过程具有非线性、多变量耦合、大时滞等特点,使用常规比例积分微分(PID)控制方案无法达到理想的控制性能。提出了一种区间二型模糊免疫PID控制器,其本质上是一种基于免疫PID的非线性控制器,利用区间二型模糊逻辑系统来逼近免疫反馈律中的非线性函数,以提升控制器处理和逼近复杂不确定非线性系统的能力。将所提出的控制器应用于环己烷无催化氧化温度控制系统,仿真结果表明该方法是有效的。

二型Takagi-Sugeno-Kang模糊模型和不确定高斯混合模型的等价性

不确定的高斯混合模型和二型Takagi-Sugeno-Kang(TSK)模糊模型之间的对应关系被建立:任何一个不确定的高斯混合模型都唯一对应着一个二型TSK模糊系统,不确定的高斯混合模型的条件均值和二型TSK模糊系统的输出是等价的.基于此,一种设计二型模糊系统的新方法被提出:通过建立不确定的高斯混合模型确定二型TSK模糊系统,即用概率统计的方法设计二型模糊系统.仿真实验结果表明利用不确定高斯混合模型设计的二型模糊系统比其它模型具有更强的抗噪性和更快的速度.

离散型和连续型改进Karnik-Mendel算法在高阶模糊系统降型中的关系研究

降型是广义二型模糊逻辑系统的核心模块。比较和分析了离散改进Karnik-Mendel(EKM)算法中求和运算和连续EKM(CEKM)算法中求积分运算,基于广义二型模糊集的α-平面表达理论,扩展EKM算法计算完成广义二型模糊逻辑系统质心降型。当计算广义二型模糊逻辑系统的质心降型集和质心解模糊化值时,用2个仿真实验说明了当适当增加广义二型模糊集主变量采样个数时,离散EKM算法的计算结果可以准确地逼近CEKM算法。

一种等价于PI的二型模糊控制器设计算法

区间二型模糊集合将次隶属度做了简化,基于KM降阶算法的区间二型模糊控制器实现起来相对简单。虽然区间二型模糊控制器在一定程度上优于传统的一型模糊控制器或者PI控制器等,但区间二型模糊控制器并没有充分利用二型模糊集合的次隶属度信息。为解决这些问题,研究了普通二型模糊控制器的一般结构,提出了一种等价于PI的二型模糊控制器。该控制器基于普通二型模糊集合的α平面表现形式,在次隶属度函数的顶点处,将区间二型模糊集合简化为一型模糊集合。通过n阶有自平衡对象,无自平衡对象以及2个非线性对象的仿真结果表明,提出的二型模糊控制器能够得到较好的控制效果。

基于多值蕴含的二型模糊推理模型

针对Mamdani蕴含算子不支持经典逻辑的问题,采用与一型模糊逻辑系统类似的研究方法,讨论了基于Kleene-Dienes、Lukasiewicz、Zadeh和Reichenbach蕴含算子的二型模糊推理模型,分别给出了这四个二型模糊推理模型最终模糊集的隶属函数表达式。研究结果表明,这四个二型模糊推理模型及其算法具有一般经典逻辑的共同属性,比Mamdani二型模糊推理模型更自然。研究结论突破了已有的框架,有助于二型模糊逻辑系统的进一步研究。

水泥生料立磨压差变参数二型模糊控制器设计

大量仿真实例以及实际应用表明,二型模糊控制器的控制效果要优于PID、一型模糊控制器。虽然基于KM降阶算法并不能得到区间二型模糊控制器的解析解,但在特定的条件下,仍然可以得到一种非线性的区间二型模糊控制器的数学表达式。一旦二型模糊逻辑系统的结构确定下来,那么区间二型模糊控制器的形式也随之确定。水泥厂生料立磨粉磨系统具有非线性、大滞后、时变特性,传统的控制器难以得到理想的控制效果。提出了一种变参数二型模糊控制器设计算法,该控制器的参数在控制器作用过程中可变,因此该控制器的表达式可根据系统的响应做出合适的修改。通过对某水泥厂生料立磨压差控制的仿真结果表明,控制器能够在保证系统响应时间的基础上,降低系统超调,保持系统的稳定性。