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。

面向后件集的模糊推理机制:用于区间型type-2模糊逻辑系统

目前,大多数模糊推理都是利用t–范数和t–余范数或其改进形式对连接词进行建模,这些模型不能将模糊规则中前件集与后件集之间的相关性信息引入到模糊推理过程,这会丢失蕴含在规则中的一些信息甚至导致推理结果与实际经验严重不符.为解决此问题,本文首先引入模糊集合面向对象变换的概念,并将其推广,建立了合成type-2模糊集合模型.基于此模型,针对区间型type-2模糊逻辑系统,提出一种面向后件集的模糊推理机制,该机制能将前件集与后件集的相关性信息(包括清晰数和模糊数两种情形)引入到模糊推理过程.仿真结果表明,该方法能捕获到模糊规则中更多的不确定性信息,并为模糊逻辑系统的设计提供更大的自由度.

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。

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。

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。

一种相关型模糊集合及其在模糊逻辑系统中的应用

基于t-范数和t-余范数的模糊推理无法将模糊规则中前件集与后件集的相关性信息引入到模糊推理过程,这在某些情况下会导致模糊推理结果与实际经验不符。针对此问题,首先引入模糊集合之间相关度的概念,使模糊概念之间彼此相关。然后,在模糊集合相互关联的环境下提出相关型模糊集合的概念,包括相关type-1、相关区间型type-2以及相关一般型type-2模糊集合,并在理论上把模糊集合的基本概念和运算性质放在相关型模糊集合的环境下进行讨论,同时定义其自身特有的一些运算。最后,对相关型模糊集合在2种模糊逻辑系统(T1 FLS和IT2 FLS)中的应用进行探索,提出面向后件集的模糊推理方法。仿真实例表明:该方法比传统的模糊推理方法能捕获到规则中更多的不确定性信息。

基于PCA-区间二型FLS的短期风电功率预测

针对短期风电功率预测,提出一种基于主成分分析(PCA)和一型非单值区间二型模糊逻辑系统(FLS)相结合的方法。PCA一型非单值区间二型FLS预测模型,应用反向传播(BP)算法设计预测模型前件和后件的参数,进一步将SVD-QR算法应用到BP方法应用于不同地区的风电场风电功率预测实例中,在同等条件下还分别与SVM(支持向量机)、一型非单值FLS、一型非单值区间二型FLS、PCA-单值区间二型FLS等其他预测方法进行比较。实验结果表明,所提方法取得了较高的预测精度,具有很好的预测效果,同时,模型的模糊规则数少,较好地解决了模糊模型的规则"爆炸"问题,这使得PCA-区间二型FLS方法在风电功率预测领域具有较好的应用潜力。

基于区间二型FLS的短期风电功率多步预测

针对短期风电功率预测,提出一种基于二型非单值区间二型模糊逻辑系统(FLS)的多步预测方法。考虑到风电功率数据的随机性特点,建立二型非单值区间二型FLS预测模型,应用反向传播(BP)算法设计预测模型前件和后件的参数,进一步将奇异值分解-QR(SVD-QR)算法应用到BP算法的结果中以确定约简后的模糊规则集合,迭代至算法的执行结果满足预测精度要求或者规定的训练代数为止。将所提方法应用于风电功率预测实例中,同等条件下,还分别与支持向量机(SVM)、一型非单值FLS、单值区间二型FLS、一型非单值区间二型FLS预测方法进行了比较。实验结果表明,所提方法取得了较高的预测精度,具有很好的预测效果,同时,模型的模糊规则数少。

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。

不确定区间二型离散系统的广义H2控制器设计

研究了一类不确定区间二型离散系统的广义H2控制问题,根据Lyapunov稳定性理论和矩阵不等式放缩技巧,建立了使闭环系统渐近稳定且具有广义H2范数界的充分条件.利用二型模糊基函数的特性引入松弛矩阵,并使用矩阵分解技巧对具有不确定性的参数矩阵进行了处理.最后,通过仿真实例验证了设计方法的可行性.

布谷鸟搜索算法的IT2FLS在PEMFC湿度软测量中的应用

针对质子交换膜燃料电池湿度测量的重要性和湿度准确测量的难度,结合模糊系统优良的非线性逼近能力,引入了基于区间二型模糊逻辑系统(IT2FLS)的质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)湿度软测量建模方法.同时,为了解决该模型的结构辨识和参数辨识问题,提出了基于布谷鸟搜索算法(Cuckoo Search Algorithm,CS)的辨识方法.最后,利用实际测试数据对所提出的软测量模型进行仿真实验.基于仿真结果的比较和分析表明,该模型的输出更为准确,稳定性更好,该软测量方法可用于其它难以在线测量的场合中.

高斯型区间二型非单点二型Mamdani模糊逻辑系统的设计及应用

介绍了区间二型模糊集的定义及相关理论,提出一种多重多维高斯型区间二型非单点二型Mamdani模糊逻辑系统。在KM算法的理论基础上,设计模糊推理,类型简化,解模糊化等模块。在BP算法的理论基础上,调整高斯型区间二型非单点二型Mamdani模糊逻辑系统中前件、后件、输入模糊集的参数。用所设计的模糊逻辑系统对混沌状态下的Mackey-Glass系统状态变量时间序列进行预测。最后给出了本文的总结和进一步研究问题的展望。

基于IT2F-BWM-MABAC方法的应急物流设施选址方案评价

针对不确定环境下应急物流设施选址方案评价问题,提出一种基于区间二型模糊集(IT2F)-最优最劣法(BWM)-多属性边界近似区域比较法(MABAC)的应急物流设施选址方案评价方法。首先,针对应急物流设施选址方案评价过程中评价信息的模糊不确定性问题,采用IT2F处理,并利用MABAC对选址方案排序;然后,针对传统的MABAC中属性权重需要从外部获得的问题,采用基于IT2F的BWM确定属性的权重;最后,将所提方法应用于某城市应急物流设施选址方案评价研究,并验证所提选址方法的可行性和有效性。结果表明:所提方法能够解决不确定环境下应急物流设施选址问题,同时能够保证方案评价的质量。

区间二型单点Mamdani模糊逻辑系统的设计

介绍区间二型模糊集的定义及相关理论,提出一种多重多维区间二型单点Mamdani模糊逻辑系统。在KM算法的理论基础上,设计模糊推理,类型简化,解模糊化等模块。在BP算法的理论基础上,调整区间二型单点Mamdani模糊逻辑系统中前件的参数。最后给出了本文的总结和进一步研究问题的展望。

输出约束的有限时间自适应区间二型模糊输出反馈PMSM伺服控制

针对永磁同步电机驱动的伺服系统在不确定性摩擦和未知负载的影响下难以达到高精度的控制效果,提出一种基于区间二型模糊系统的带有输出约束的有限时间自适应输出反馈控制方案.首先,构建一个基于非线性扰动观测器的区间二型模糊状态观测器,分别完成对于未知扰动和速度的估计,区间二型模糊系统完成对于非线性摩擦的逼近;然后,在此基础上,结合滤波误差补偿机制和有限时间技术,引入障碍Lyapunov函数和反步控制技术设计输出约束的自适应区间二型模糊输出反馈控制器;最后,根据Lyapunov稳定性理论提出严格的稳定性分析,保证闭环系统的所有信号均是有限时间内有界的,并通过数值仿真和实验验证了所提出方法的有效性.