区间二型模糊系统动态输出反馈控制设计

本文研究了一类连续时间区间二型模糊系统的稳定性和广义耗散性能分析以及动态输出反馈控制器设计问题.首先,简要的介绍了区间二型模糊系统和线积分Lyapunov函数.然后,利用线积分Lyapunov函数方法,建立了使系统满足渐近稳定和广义耗散性能的充分条件.与二次型Lyapunov函数方法得到的条件相比,利用线积分Lyapunov函数方法得到的充分条件保守性更小.该充分条件关于一些矩阵变量是非线性的,利用Finsler引理将其转化为线性矩阵不等式形式,得到了输出反馈控制器存在的充分条件.最后,通过数值算例验证了设计方法的有效性.

基于区间二型模糊PID的四旋翼无人机姿态控制

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。

前级可变车载充电机双闭环区间二型模糊控制研究

现有车载充电机拓扑结构无法兼顾单相和三相交流电,控制策略难以实现宽范围电压的动态调节和高精度、低抖动的输出。针对上述问题,提出一种双闭环区间二型模糊控制的前级可变车载充电机。在图腾柱功率因数校正电路结构上,增加第三桥臂和对应的控制开关,设计出前级可变电路;选用LLC谐振电路作为车载充电机的后级电路。基于此拓扑,提出区间二型模糊电压外环和区间二型模糊电流内环的双闭环控制策略。经仿真分析验证了所提拓扑结构能够兼容两种规格交流电的可行性。同时,所提控制策略的系统输出与电压外环电流内环的双闭环PID和一型模糊双闭环PID相比,有了明显改善。

区间二型随机模糊系统的稳定性分析和控制设计

本文主要研究了一类基于T-S模型的区间二型随机模糊系统的稳定性问题.旨在设计一个状态反馈控制器,使得闭环系统随机渐近稳定.利用随机李雅普诺夫方法,建立了系统随机稳定的充分条件.利用区间二型模糊集合隶属函数的特性,引入松弛矩阵,得到一个保守性更好的稳定性结果.最后通过两个仿真例子,验证了所设计方法优势和有效性.

基于区间二型模糊神经网络反演控制抑制二惯量系统的机械振动

针对带有不确定性和扰动的二惯量伺服系统,提出了一种基于区间二型模糊神经网络的自适应反演控制策略抑制系统的机械振动.首先建立了二惯量系统的动力学模型,设计了反演自适应控制律;其次系统中负载和电机两端未知的扰动变量定义为待估计项,采用区间二型模糊神经网络对其进行估计,给出了基于区间二型模糊神经网络的参数自适应律.基于李雅普诺夫稳定性理论,证明了闭环系统输出跟踪的收敛性,并且跟踪误差可以通过调节控制参数达到任意小.仿真结果表明该方法具有较好的控制性能.

离散时间区间二型模糊不确定奇异时滞系统的耗散性分析

研究了一类具有时变时滞的离散时间区间二型模糊不确定奇异系统的耗散性问题。首先,考虑到隶属度函数的不确定性,利用区间二型模糊系统模型对非线性奇异系统进行建模;其次,基于Lyapunov稳定性理论,利用Jensen不等式方法处理二重差分求和项,得到了保守性较小的离散时间区间二型模糊奇异时滞系统的耗散性的充分条件,并将这一条件进一步推广到离散时间区间二型模糊不确定奇异时滞系统;最后,通过数值仿真算例验证了所得结果的有效性和正确性。

区间二型T- S时滞模糊系统的H_∞控制器设计

研究了一类区间二型T-S模型非线性时滞模糊系统的H_∞控制器设计问题。依据Lyapunov稳定性理论,结合二型模糊基函数的特性,利用矩阵不等式的放缩技巧,设计了一个使闭环系统渐近稳定且满足给定的H_∞性能指标的控制器。最后通过数值仿真验证了设计方法的有效性。

区间二型随机模糊系统的控制设计

研究了一类基于T-S模型的带有多维纳过程的区间二型随机模糊系统的稳定性问题。旨在设计一个状态反馈控制器,使得闭环系统随机渐近稳定。利用随机李雅普诺夫方法,建立了系统随机稳定的充分条件。引入Kronecker积,简化了结果的形式。最后通过仿真图形验证了所设计方法的有效性。

基于区间二型T-S模糊模型的网络控制系统的输出反馈预测控制

针对干扰作用下的非线性网络控制系统,给出了带一个自由控制作用的输出反馈预测控制方法.首先,利用区间二型T-S模糊模型描述具有参数不确定性的非线性对象,采用马尔科夫链描述系统中的随机丢包过程,由此建立了丢包网络环境下的非线性网络控制系统的数学模型.然后,通过引入二次有界技术得到了干扰作用下网络控制系统的稳定性描述方法,并在此基础上给出了状态观测器的线性矩阵不等式条件.最后,基于估计状态,通过将无穷时域控制作用参数化为一个自由控制作用加一个线性反馈律得到了输出反馈预测控制方法.论文的特色在于构建了在线更新误差椭圆集合的基本方法,满足了约束条件下输出反馈预测控制保证稳定性的要求.仿真例子验证了所提方法的有效性.

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。

直线同步电动机磁悬浮系统区间二型模糊控制的研究

针对可控励磁直线同步电动机(CELSM)磁悬浮系统,提出一种区间二型模糊控制策略改善系统性能。根据CELSM磁悬浮系统的结构特点及控制原理,建立其数学模型。设计区间二型模糊控制器实现对CELSM磁悬浮系统的控制,采用磁悬浮平台气隙高度的误差及其变化率作为控制器输入,用三角形隶属度函数,建立9条模糊控制规则进行模糊推理,最后用Nie-Tan(NT)降阶算法得到系统输出。根据控制系统结构,在MATLAB软件中搭建仿真模型,经仿真验证,采用区间二型模糊控制的CELSM磁悬浮系统具有起动性能好、抗干扰能力强的优点。

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。

基于区间二型模糊集合的语言动力系统稳定性

运用区间二型模糊集合(Interval type-2 fuzzy sets,IT2FSs)的扩展原理将常规的数值函数转化为对应的区间二型模糊函数,并给出了相应的词计算(Computing with words,CW)方法与算法,最后分析了严格单调情况下基于区间二型模糊集合的单输入单输出系统的语言动力系统(Linguistic dynamic systems,LDS)稳定性.

区间二型不确定随机模糊系统的控制设计

研究了一类含有多Wiener过程的区间二型不确定It随机模糊系统的控制设计的问题.利用随机Lyapunov方法和不等式的放缩技巧,给出了闭环系统随机渐近稳定的充分条件;采用矩阵分解的方法,有效地处理了系统中的参数不确定性.最后通过仿真实验验证了闭环系统的随机稳定性.

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。

自组织递归区间二型模糊神经网络在动态时变系统辨识中的应用

针对动态时变系统辨识过程中存在噪声干扰的问题,本文将区间二型模糊集结合到递归神经网络中,提出了自组织递归区间二型模糊神经网络以增强动态时变系统的抗噪能力。该自组织递归区间二型模糊神经网络由前件和后件两部分构成:前件为区间二型模糊集模型,用于将每个规则的激活强度反馈到自身构成内反馈回路,其参数学习采用梯度下降算法;后件为带有区间权值的Takagi-Sugeno-Kang(TSK)模型,其参数学习采用有序规则卡尔曼滤波算法,且网络初始规则数为零。所有规则均通过结构学习和前后件参数同时在线学习来产生,其网络结构学习采用的是在线区间二型模糊群集。为验证提出的神经网络的优越性,将其应用到单输入单输出动态时变系统的辨识中。实验结果表明,相对于前馈一型/二型模糊神经网络、递归一型模糊神经网络,该神经网络的辨识能力强,即使在存在白噪声的条件下,也能减小测试及训练误差。

永磁直线电机自适应区间二型模糊滑模控制

针对永磁直线同步电机伺服系统受到系统参数变化、负载扰动而降低其性能的问题,考虑端部效应以及摩擦力的存在,提出一种自适应区间二型模糊滑模控制方法.采用自适应区间二型模糊系统逼近滑模控制等效控制部分,把传统的一型模糊系统扩展到区间二型模糊系统,提高系统面临参数变化、不确定性扰动时的处理能力.基于Lyapunov函数设计切换项增益调整的自适应律,保证系统的稳定性.仿真结果表明,该方法提高了系统的鲁棒性,有效地削弱了系统的抖振.

一类乘积型区间二型模糊控制器的解析结构

区间二型模糊控制器的降型算法需要使用迭代计算,是导致其解析结构推导困难的主要原因.针对乘积型区间二型模糊控制器,本文提出了一种新的解析结构推导方法.区间二型模糊控制器的配置为:三角形输入模糊集,一型输出模糊单值,集合中心法降型器,平均法解模糊器和基于乘积型"与"操作的规则前件.通过对比传统PID控制器的解析结构,证明了区间二型模糊控制器等效于两个PI(或PD)控制器之和.利用KM算法的迭代终止条件,提出了6步骤IC划分法,保证了激活子空间的正确划分.叠加各个子空间,即可得出全局IC划分图.为了避免重复求解符号数学方程,提出了IC边界线的直接定义法,改进了6步骤IC划分法的便利性.本文方法避开了降型算法的迭代计算,可以保证推导出区间二型模糊控制器的闭环解析表达式.