基于二型模糊遗传控制器的冗余自由度机械臂运动控制的研究

对冗余自由度机械臂的运动轨迹进行准确的控制,有助于提高工作效率以及工作质量。在对5自由度冗余机械臂结构分析的基础上,设计了一种二型模糊遗传控制器,可用于控制冗余自由度机械臂按照既定轨迹进行运动。首先,对冗余机械臂的结构进行分析,并借助拉格朗日函数冗余度机械臂扭矩与连杆位置关系的动力学模型。然后,通过二型隶属函数定义二型模糊集及区间二型模糊集。对区间二型模糊逻辑系统主要模块的功能进行分析,以其为核心部分设计区间二型模糊PID控制器,并制定区间二型模糊PID控制器的规则库,采用遗传算法对区间二型模糊PID控制器的参数进行选择,以对机械臂的运动轨迹进行控制。最后,采用二型模糊遗传控制器对锯齿及正弦目标轨迹进行跟踪测试,测试结果显示:与PID控制器相比,本文设计的二型模糊遗传控制器,在对锯齿及正弦目标轨迹跟踪时,最大跟踪误差分别减少5.97 mm和3.66 mm。说明本文设计的二型模糊遗传控制器,能够控制冗余度机械臂较为准确地按照目标轨迹运动。

高层建筑结构地震反应的分散遗传-模糊控制研究

文章针对地震作用下高层建筑结构半主动控制问题,引入分散控制的策略,将模糊逻辑理论与遗传算法原理相结合,应用遗传算法优化子系统模糊规则库,提出分散遗传-模糊控制(decentralized genetic-fuzzycontrol,简称DGFC)算法,并应用于高层结构振动控制中,通过MR阻尼器实现结构地震反应控制;对某20层钢结构Benchmark结构模型进行数值计算与分析,结果表明,DGFC算法可以有效地抑制结构地震反应,且保证了系统鲁棒性和可靠性。

城轨列车悬挂系统显遗传自适应模糊控制

为有效抑制城轨车辆行驶时悬挂系统出现的横向振动,提升车辆平稳性与舒适度,引入调控效果优于传统模糊控制的显遗传自适应模糊控制方法,扩展其收敛条件并证明其适用于城轨列车悬挂系统,扩大了该方法的使用范围。在Matlab/Simulation中根据时速为80km/h的某型城轨列车参数搭建车辆悬挂系统模型,并设计了显遗传自适应模糊控制器。仿真实验结果表明,显遗传自适应模糊控制对城轨列车悬挂系统横向振动抑制效果良好,在其控制下列车横向合成加速度、横移振动加速度、侧滚振动加速度以及摇头振动加速度的最大值、均方根值以及功率谱密度值均有所降低。与普通模糊控制相比,显遗传自适应模糊控制能够有效抑制城轨列车横向振动,大幅度提高乘客舒适度。

轮式机器人模糊神经网络建模与模糊遗传PID转向控制的研究

针对数学模型复杂的轮式机器人的转向控制问题 ,提出了一种先用模糊神经网络建模 ,再用模糊遗传PID转向控制的方法。模糊遗传PID控制算法简单 ,直观性好 ,容易理解 ,能直观地判断PID参数是否有效。控制方法所需的数据完全来源于实验。经过对车体转向控制的仿真研究 ,由仿真结果可看出 ,仿真控制效果良好。控制方法能适应各种不同速度、不同转向角度等参数变化 ,在实际中应用实验数据就能控制 。

模糊控制在工业生产中的应用

在工业生产过程中,控制系统的复杂程度以及人们对工业控制过程的控制精度等指标要求都在不断提高,传统的控制方法已经无法满足复杂工业生产的需求。鲁棒性强、无需创建被控对象数学模型、适用于非线性、纯滞后和时变系统的控制等优点使得模糊控制被普遍应用于工业生产控制过程中。但是模糊控制的稳态精度欠佳,模糊推理规则和隶属函数的选取往往依赖于专家的知识经验能力或技术人员的实际经验,当控制精度要求很高或者动态环境未知的情况下,其控制性能往往达不到很好的效果。因此,在分析了传统模糊控制的原理及应用的基础上,介绍了模糊PID和模糊遗传两种改进的模糊控制方法以及其在工业生产过程中的应用。

基于AFS和DYC协调控制的智能车辆稳定性研究

智能汽车稳定性控制研究中,由于模型参数变化和外界干扰(如侧向风、路面附着系数变化),车辆发生失稳且鲁棒性变差。为提高随机干扰下智能汽车行驶稳定性,提出一种基于主动前轮转向(AFS)和直接横摆力矩(DYC)协调控制的稳定性控制策略。首先,建立车辆非线性动力学模型和魔术轮胎模型,将自适应律与滑模控制相结合抑制车辆行驶中的扰动,设计了基于鲁棒自适应滑模控制的前轮主动转向控制器,解决参数时变以及不确定性和未知扰动情况下非线性系统鲁棒控制问题。设计基于遗传优化模糊控制的横摆力矩控制器,求解出用以恢复车辆稳定行驶的附加横摆力矩。基于Simulink和CarSim仿真平台,在阶跃扰动、正弦扰动以及混合扰动下对稳定性控制方法进行仿真。结果表明,基于AFS和DYC协调控制可以明显减小车辆的附加横摆力矩输出,并在3种扰动下都能良好地抑制干扰,充分保证车辆稳定性。

ABS优化模糊控制器设计

防抱死控制系统(ABS)被用来改善车辆在较滑的路面紧急制动时的控制性能。控制目标是在适当方向增加车轮的驱动力以维持足够的车辆稳定性和转向性以及缩短车辆的制动距离。本文提出了一种ABS优化模糊控制器。目标函数被定义为维持车轮的滑移率在一个理想水平以便获得最大的车轮驱动力和车辆减速度。用遗传算法来优化模糊单元。仿真结果表明该控制器收敛快且在不同路面性能良好。

ABSs系统模糊控制器优化设计

已经开发了的ABSs系统改善了突然制动和特别是滑动路面状况时车辆控制。这样的控制目标是在保持车辆合适稳定性及可操纵性和缩短车辆刹车距离情况下在要求的方向增大车轮的牵引力。本文提出了ABSs系统优化的模糊控制器。从保持其车轮滑动值为目标函数获得车轮最大的牵引力和车轮最大的减速度。采用遗传算法优化模糊系统的全部组件。采用误差数整体优化方法收敛接近最优点。仿真结果表明快速收敛和对不同路况的控制器的最好性能。

基于DSP的智能无刷直流电机控制策略研究

采用DSP芯片为核心设计了无刷直流电机控制系统,对DSP外围电路、保护电路以及检测电路进行了详细的设计。由于DSP具有丰富的外设和极强的运算处理能力,简化了系统的硬件电路。使用遗传模糊PID控制算法对电机进行调速,经过仿真验证了其有效性。

关于发动机点火提前角优化控制研究与仿真

发动机的初始点火提前角标定可能与实际运行过程中的最佳点火提前角存在着偏差,影响系统的稳定性。以往多采用直接标定或神经网络等方法对点火提前角进行标定,但都很难使发动机各个工况下达到最佳点火提前角。针对上述问题提出一种采用GA模糊控制的点火提前角自寻优标定方法并建立发动机的平均值模型,在发动机平均值模型基础上增加点火提前角自寻优模块,运用GA模糊算法并在MATLAB/Simulink环境下对点火提前角进行自寻优标定仿真。仿真结果表明改进方法能够修正点火提前角并节省标定时间,使发动机在不同工况下都具有最佳点火提前角,从而提升发动机的运行效率和燃油经济性。

基于PROFIBUS-DP的β-甘露聚糖酶发酵控制系统的研究

针对β-甘露聚糖酶发酵过程控制系统布线复杂、影响参数多、自动化程度低等问题,设计了一套基于PROFIBUS-DP的现场总线发酵过程控制系统;通过总线,DP主站、DP从站和各智能仪表间可直接进行通信,形成开放性网络,简化了系统结构,提高了控制效果;另外,采用基于遗传寻优的模糊控制器对发酵液的pH值进行控制,控制精度与常规方法相比提高了50%。

无人直升机飞行控制系统设计

基于直升机非线性动力学方程 ,在简化悬停和低速飞行模态的推力扭矩模型的基础之上 ,用多变量线性鲁棒控制、遗传模糊控制和非线性跟踪控制等 3种不同方法 ,设计了飞行控制系统 ,并通过各种飞行仿真验证了飞行控制性能 ,分析与比较了这

基于随机模拟的电子侦察卫星多目标优化调度方法

提出基于随机模拟的电子侦察卫星模糊自适应遗传算法。采用基于随机模拟的遗传算法来解决电子侦察卫星调度问题,避免了对不确定问题进行转化及复杂的数学推导。针对传统遗传算法在求解过程中部分参数采用基于经验设置,且进化过程中参数固定所带来的不足,引入基于模糊逻辑的方法来自适应改变遗传算法中的关键参数,以更符合自然进化的过程,保证收敛速度和解多样性之间的平衡,并能获取更好的优化结果。

电弧炉电极调节系统GFLC算法的研究

电弧炉电极调节器是一种复杂的非线性模型,控制不好会消耗大量的电能和时间。为了更加准确快速地控制电极调节系统,提出了一种遗传模糊逻辑控制器(GFLC)算法,采用一种新型的编码方式来调整隶属函数及逻辑规则,从而克服了非线性系统不好控的太多问题,减少了复杂系统之间引起的误差影响。通过训练和验证,遗传模糊逻辑控制器能够实时调节控制参数,与传统PID控制方法比较,GFLC控制电极调节更加快速准确。