基于分层变论域模糊控制方法的倒车控制

为了解决一些模糊控制中的维数爆炸与精确控制问题,提出一种将分层控制思想和变论域控制思想结合起来的分层变论域模糊控制方法,并将这种模糊控制器应用于拖车倒车控制,其中下层变论域模糊控制器控制小车的方位角,上层变论域模糊控制器控制小车前轮转角。仿真实验结果与未采用分层方法的普通模糊控制器和变论域模糊控制器的控制结果作了比较,说明了新的控制方法计算量小,调整时间短且几乎无超调,具有较好的可行性与有效性。

基于变论域模糊PID的金属热处理过程温度控制方法

为高效且安全地提取金属合金内的可用材质并分析其性能,利用变论域模糊PID技术,实现对热处理过程的温度控制。设定在金属规则状态不变的情况下,论域会随着偏差的缩减出现伸缩,即需要增添新的规则。若偏差率能够支持模糊量化取整,控制器的伸缩因子可能会陷入无法取值的情况。此时,通过二元函数分片双一次插值法计算伸缩因子,在临近分档之间填充新规则,确保伸缩因子取值的连续性。然后,在模糊PID控制过程中加入变论域,依靠控制器实现对金属热处理过程温度的控制。根据实验验证情况可知:该方法有效提高了控制效果,在应用该方法后,缩短了温度控制时间,在100s内就可以是加热温度到达拟定值。

一种变论域分层模糊控制器

针对分层模糊控制器规则难以设计,精度难于提高的问题,提出一种变论域分层模糊控制器。由宏观的派生性,使用继承变论域分层模糊控制规则。文中讨论了论域伸缩因子的构造,给出了变论域分层模糊控制的算法步骤。该算法提高了控制品质,避免了增加参数或改变拓扑结构的缺陷。为了证明此种控制器具有良好的逼近性能,还探讨了控制器的灵敏度。最后用双容水槽系统实验验证算法的正确性。

变论域自适应模糊控制器失真率的计算

变论域自适应模糊控制器已经成功应用在许多领域,然而它的参数难以准确估计,因此其失真率计算十分困难.本文基于Markov过程,提出一个新的计算方法.该方法通过一个特殊的Markov链模拟变论域自适应模糊控制器工作过程,解决了它的失真率计算问题,并证明这个方法是可行的.同时,通过两个算例验证这个方法的有效性.

变论域模糊控制器的万能逼近性及其逼近条件

通过一组非线性伸缩因子实时地调节论域,变论域模糊控制器显著减少初始规则的数量,在期望控制点有效地提高控制精度。首先,证明这类模糊控制器的逼近误差具有收敛性,从而证明它在整个时域上是一种万能逼近器,即它能以任意精度逼近紧集上的任意非线性实函数;并指出它是一种二阶精度的逼近器;在预定精度条件下,给出它作为逼近器的充分条件。最后,通过1个数值实例验证变论域模糊控制器逼近非线性函数的实际效果。研究结果表明:逼近精度完全满足给定的要求,相对常规模糊控制器,变论域模糊控制器的逼近精度提高87.4%。

一类简单变论域模糊控制器的设计

本文通过在模糊推理的前件与后件设置一种比例型变论域伸缩因子,以替代常见的指数型伸缩因子和积分型伸缩因子,在此基础上提出了一类简单实用的变论域模糊控制算法。由新算法构成的控制器继承了现有变论域模糊控制算法的高精度优点,同时新算法的计算量较之现有算法得到了大幅度的下降,为变论域模糊控制器的应用问题提供了一个有效解决方案。

pH值系统变论域模糊控制器的设计及性能分析

针对pH值非线性控制系统,设计了一种实时简化变论域模糊控制器.将变论域思想与实时模糊推理策略相结合:一方面论域随着误差的减小而收缩,而论域的收缩相当于控制规则的增加,从而增加了控制精度;另一方面采用实时模糊推理方法,即对于一个二入一出的模糊控制器,一次推理过程中最多只激活4条控制规则,在控制的过程中只考虑这4条控制规则.这2种思想的结合使得控制规则的设计大大简化,可以采用批处理的方式设计控制器,不仅加快了系统的动态响应,也提高了控制精度.仿真结果证实了这种控制方法的有效性.

变论域模糊自整定PID控制器的研究

文章分析了模糊PID控制和变论域模糊控制的工作原理及其优缺点,结合二者的特点对变论域模糊自整定PID控制器进行了研究,该控制器解决了普通控制器的控制死区问题,可实现复杂系统的控制,并提高控制精度,适用性更强。

变论域模糊控制器及其在拖车倒车中的应用

建立变论域模糊控制器输出论域上的一种伸缩因子的微分方程模型,得到该伸缩因子的数学表达式。仿真实验表明在输出论域上使用这种新的伸缩因子构造的变论域模糊控制器可以快速准确地实现拖车倒车。在同样的条件下,与经过遗传算法参数优化的模糊控制器和普通模糊控制器的控制效果相比较,变论域模糊控制器控制得更加灵敏且几乎无超调。

变论域模糊PID控制器的设计与仿真

双容水箱是典型的非线性时滞系统,采用常规模糊PID控制时,超调量大、振荡剧烈、控制效果不理想。本文将变论域模糊控制和PID控制结合起来形成变论域模糊PID控制器解决了上述问题。介绍了变论域模糊PID控制器的结构设计及伸缩因子的选择方法,并给出了具体的控制算法。使用Matlab建模仿真,结果表明该控制器的自适应能力强,且无超调量。

变论域双模糊控制器在锂电池均衡策略仿真中的应用

针对固定阈值均衡策略和传统模糊均衡策略在电池组充放电末期易造成过压或欠压保护误动作而不能全程均衡,并且在电池间存在较大差异时均衡力度不足的问题,提出变论域双模糊控制器(VDF)均衡策略。以NCR18650B型三元锂电池充放电实验数据建立锂电池仿真模型,以单体锂电池的荷电状态(SOC)作为一级模糊控制器输入,将其输出与锂电池工作电流的乘积用于调节二级模糊控制器输出论域;以单体锂电池SOC与电池组平均SOC的差及其变化率作为二级模糊控制器输入,其输出作为均衡电流;以电池组内单体电池间SOC极差表征电池间的不一致性,以极差首次收敛至0.05确定均衡时间。Simulink仿真结果表明:VDF均衡策略可以有效降低电压保护误动作;与传统模糊均衡策略相比,在恒流充放电工况和自定义动态应力测试工况下,VDF均衡策略均衡速度可以提高30%以上;在电池间存在较大差异时,均衡结束后VDF均衡策略的一致性可以提高20%以上。

变论域自适应模糊分数阶自抗扰控制器设计

提出了一种变论域自适应模糊分数阶自抗扰控制算法,用以提高分数阶系统的性能;在变论域自适应模糊控制的设计中,引入分数阶扩张状态观测器和分数阶跟踪微分器;在变论域自适应模糊分数阶自抗扰控制中,利用分数阶跟踪微分器将输入信号转化为平滑跟踪和高质量差分信号,用扩张状态观测器获取每个状态变量的估计值、不确定性的实时动态模型以及外部扰动.为了消除稳态误差,提高控制精度,提出了可变值域的扩张状态误差积分;将变论域自适应模糊分数阶自抗扰控制算法和分数阶自抗扰控制(FADRC)算法对典型的分数阶系统进行仿真,验证了所提方案的优越性和有效性.

一种基于变论域的模糊控制器的设计及仿真研究

针对常规PID控制和常规模糊控制的缺陷,文章设计了一种基于可变论域的模糊控制器.并针对带有纯滞后的二阶控制系统给出了MATLAB实验仿真结果,仿真结果表明,对于带有纯滞后的系统,变论域模糊控制器能够很好地改善纯滞后系统的缺点,与常规PID控制和常规的模糊控制器相比,其具有响应速度快、无超调、无振荡以及控制精度更高的优点,具有较强的应用前景.

变论域自适应模糊控制器的设计

相对于基本模糊控制器而言,变论域模糊控制器设计的关键在于如何确定论域伸缩的合理机制,即确定适当的论域伸缩因子,以使系统性能得到最大程度的提升。目前,关于变论域模糊控制的伸缩因子还没有统一的形式。本文将着重论述两种变论域模糊控制器中论域伸缩因子的设计方法。

基于视觉检测板球系统的变论域模糊控制研究

板球系统作为一个典型的多变量、非线性控制对象,适用于检测各种控制方案,具有学术和实用研究价值.以板球系统为对象,以小球的定位为控制目标,采用LQR方法建立状态观测器,并设计变论域模糊控制器进行控制.实时控制的实验表明,该方法能使系统达到全局渐进稳定,切实有效,与LQR方法、模糊PID控制方法相比,控制精度较高,控制时间更短,具有较强的抗干扰性和鲁棒性.

变论域模糊控制在VSC-HVDC控制器的应用研究

随着柔性直流输电技术的发展,其应用范围愈渐广泛,而双闭环控制小信号模型在系统扰动较大的工况中,其控制参数的不变性使得控制效果欠佳。引入了变论域的模糊PID控制,该控制器的初始值利用经验公式法获取。考虑到初始论域不一定符合所有输入信号的控制要求,通过引入伸缩因子,调整系统变量的论域,实现模糊量到隶属度函数的精确映射,获得更加准确的参数调整量,也提高了其动态性能和控制精度。利用仿真验证了变论域的模糊PID控制在VSC-HVDC双闭环控制的应用中控制效果更好,适用范围更广。

变论域自适应模糊滑模多变量控制算法及其在单元机组协调控制中的应用

为有效地处理多变量复杂系统,提出了一种新型多变量模糊控制器的设计方法。通过分析滑模控制机理,综合变论域模糊自适应控制的思想,提炼出简化通用的规则库,规则数只是输入变量的线性函数,可在线调节输入变量论域和规则后件隶属度函数,使所构成的控制系统具有很强的鲁棒性、较好的自适应能力和较高的控制精度。最后用于对300MW 单元机组协调控制系统进行了仿真实验,结果表明即使在机组工况点发生大的变化或受到较大干扰时,被控系统仍具有快速的负荷适应性、良好抗扰动能力和很强的鲁棒性。

无刷直流电机的变论域模糊自适应PID控制系统设计

为了改善无刷直流电机的调速性能,针对普通模糊PID速度控制器的缺陷,研究了基于变论域思想的自适应模糊PID控制器及其在BLDCM控制系统中的应用。在Matlab仿真平台下,建立了BLDCM的模型,构建了BLDCM的电流、转速双闭环控制系统,其中转速环采用了变论域自适应模糊PID控制器,电流环采用普通PID控制器。仿真结果表明,与常规PID控制器和普通模糊PID相比,采用变论域自适应模糊PID控制器的优势在于:转速输出无超调、响应速度快、控制精度高,具有较强的鲁棒性和自适应能力。

变论域模糊控制的无刷直流电机控制系统

为了改善无刷直流电机(BLDCM)的调速性能,研究了基于变论域思想的自适应模糊PID控制器及其在BLDCM控制系统中的应用,变论域自适应模糊控制对模型无精确要求、速度快、精度高、鲁棒性好、适应性强。详细分析了BLDCM电机模型的建立、控制结构设计、伸缩因子的选择等,给出了具体的控制算法设计,并在Matlab仿真平台下,构建了BLDCM的电流、转速双闭环控制的仿真系统,其中,转速环采用了变论域自适应模糊PID控制器。仿真结果表明,与常规PID控制和普通模糊PID控制相比,采用变论域自适应模糊PID控制时,转速输出无超调,响应速度快,转矩脉动小,控制精度高,为无刷直流电机在军事、办公设备、家电等需要快速、高精度控制、抗扰能力强的场合的应用提供了一种有效的解决方案。

温室温度变论域Mamdani控制器的设计

温室温度系统是一个非线性、大时滞、大惯性的系统,很难建立精确的数学模型。针对这个问题设计了Mamdani控制器,并结合变论域的思想,实现了温室环境温度的有效控制。在Matlab中的Simulink环境下,对变论域Mamdani控制器的控制方法和常规PID控制进行仿真对比。仿真结果表明:运用变论域Mamdani控制器可以提高系统控制的精度和鲁棒性,实现对温室温度的精确控制。