自适应模糊控制在空气球运动系统中的应用

针对具有非线性和多扰动的空气球运动系统以及对快速定位的要求,采用了模糊PID控制方法,即基于ITAE最优控制的对量化因子和比例因子进行在线寻优的自适应模糊控制方法。在Matlab环境下建立了空气球运动系统的模型,进行仿真分析;并利用B＆amp;R公司的可编程计算机控制器（PCC）对整个方案的可行性进行了验证。仿真和实验结果表明,控制方案使系统的响应速度和鲁棒性都优于常规PID控制,达到了很好的控制效果。     

Model-Reference Fuzzy Adaptive Control as a Framework for Nonlinear System Control

The paper presents a general methodology of adaptive control based on fuzzy model to deal with unknown plants. The problem of parameter estimation is solved using a direct approach, i.e. the controller parameters are adapted without explicitly estimating plant parameters. Thus, very simple adaptive and control laws are obtained using Lyapunov stability criterion. The generality of the approach is substantiated by Stone-Weierstrass theorem, which indicates that any continuous function can be approximated by fuzzy basis function expansion. In the sense of adaptive control, this implies the adaptive law with fuzzified adaptive control parameters. The proposed control algorithm may be viewed as an extension of classical adaptive control for linear plants, but compared to the latter it provides higher adaptation ability and consequently better performance if the plant is nonlinear. The global stability of the control system is assured and the tracking error converges to the residual set that depends on fuzzification properties. The main advantage of the approach is simplicity that suits control engineers since wide range of industrial processes can be controlled by the proposed method. In the paper, the control of heat exchanger is performed.     

模型参考模糊自适应控制*

本文提出了一种模糊自适应机构的设计方法，所设计的自适应机构为偏差的非线性函数。用模糊自适应机构替代常规自适应机构，构成一个模型参考模糊自适应系统。导出了该系统稳定的充要条件，提出了一量化因子的选择方法，设计方法简单，便于工程应用。仿真结果表明：ＭＲＦＡＳ系统自适应性能好，抗内外扰动的能力强。     

基于模糊逻辑的一类非线性系统直接自适应控制

针对一类连续非线性不稳定系统,基于模糊逻辑提出了一种新的自适应跟踪控制方法,在此方法中,控制器由两部分组成：模糊逼近控制器（FAC）和模糊滑模补偿控制器（FSMCC）,其中,FAC利用模糊逻辑系统全局逼近理论控制器,FSMCC用于全局补偿逼近误差和系统的不确定性及消除外部干扰的影响,整个闭环控制系统在Lyapunov意义下全局渐进稳定踊跃误差收敛于零的某一领域内,最后通过示例验证了本方法的有效性。     

An Adaptive Control Using Fuzzy Basis Function Expansions for a Class of Nonlinear Systems

An adaptive control using fuzzy basis function expansions is proposed for a class of nonlinear systems in this paper. It is shown that two system uncertainty bounds are approximated in a compact set by using fuzzy basis function expansion networks in the Lyapunov sense, and the outputs of the fuzzy networks are then used as the parameters of the controller to adaptively compensate for the effects of system uncertainties. Using this scheme, not only strong robustness with respect to unknown system dynamics and nonlinearities can be obtained, but also the output tracking error between the plant output and the desired reference output can be guaranteed to asymptotically converge to zero. Simulation results are provided to demonstrate the effectiveness, simplicity and practicality of the proposed control scheme.     

三相异步电机的模糊自适应PID控制系统

在传统PID控制系统的基础上,针对电机起动存在超调、动态稳定慢及精度低等问题,基于三相异步电机调速系统采用PID控制技术与模糊控制相结合的模糊自适应PID控制法,对其进行系统研究并与传统PID控制系统进行比较。然后在电机起动到稳态的情况下进行仿真,仿真结果表明,相比单独使用PID控制器,采用模糊自适应PID控制系统的调速系统控制性能更好。     

一类具有未知死区MIMO系统的自适应模糊控制

针对一类具有未知死区并具有下三角函数控制增益矩阵的不确定MIMO非线性系统, 根据滑模控制原理, 并利用Nussbaum函数的性质, 提出了一种自适应模糊控制器的设计方案. 该方案取消了函数控制增益符号已知和死区模型参数上界、下界已知的条件. 通过引入积分型李亚普诺夫函数及最优逼近误差与死区扰动上界的自适应补偿项,证明了闭环系统是稳定的,跟踪误差收敛到零. 仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于模糊自适应控制的温度控制系统研究

针对一些系统大延时滞后的特点,本文以温度为对象,结合模糊控制技术和自适应Smith预估器,组成模糊自适应Smith预估控制系统。运用Simulink建立温度控制系统的仿真模型,并分别用常规模糊控制技术和模糊自适应Smith预估控制技术对温度加温进行仿真试验。仿真结果表明在温度加温的模糊控制系统中增加自适应Smith预估器后,系统具有更强的适应能力,系统的动态特性都有了较大的改善。     

一类非线性系统的模糊直接自适应控制

针对一类单输入单输出仿射非线性系统,利用模糊基函数网络的逼近能力,并根据滑模控制原理在控制器中加入逼近误差和外部干扰补偿控制器,提出了一种模糊直接自适应控制方法。该方法不但实现了系统的鲁棒控制,还同时考虑了误差状态的位置信息和运动信息,较大地改善了系统的控制性能。通过Matlab仿真,证明了所设计的模糊直接自适应控制器不但具有鲁棒性,而且可以保证系统具有很好的跟踪性能。     

一类非线性系统的自适应模糊控制

针对一类非线性系统,利用模糊推理系统对非线性函数的逼近能力,导出基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论的自适应控制器,不但能解决这类非线性系统的跟踪问题,而且可保证闭环系统的稳定性。仿真结果表明这一算法的有效性。     

基于模糊树模型的间接自适应模糊控制

提出了一种基于模糊树模型的间接自适应模糊控制器的设计方法. 采用模糊树辨识方法离线辨识系统中的未知非线性函数, 得到初始的控制器, 然后在线调节模糊树模型中的线性参数, 改善控制器的性能, 实现对有界参考信号的跟踪控制. 通过对倒立摆系统进行数值仿真, 验证了所提方法的有效性和优越性.     

时滞系统的模糊自适应PID控制研究

将模糊控制和常规PID控制相结合,设计了一种模糊自适应PID控制器,该控制器根据偏差和偏差变化率的要求实时调整PID参数。通过仿真表明：该控制器既具有常规PID控制器高精度的优点,又具有模糊控制器快速、适应性强的特点,并可以迅速消除系统误差,保证了系统具有良好的动、静态特性。     

多变量系统模糊解耦自适应控制

对象模型难以确定的系统，采用经典控制方法难以实现解耦控制，作者应用模糊控制理论，研究了一种无需对象模型的模糊解耦自适应控制方法。本文介绍了这一方法，导出实现模糊解耦自适应控制的充要条件，并给出了仿真结果。     

一类非线性系统的自适应滑模模糊控制

针对一类具有多个子系统的欠驱动非线性系统提出了一种自适应滑模模糊控制方法.首先通过分析模糊控制与边界层滑模控制的相似性,提出了滑模模糊控制方法;然后根据滑模面斜率和各子系统控制对于系统动态性能的影响,分别采用模糊推理根据系统状态自动地实时调节滑模面斜率和各子系统在系统控制中的作用;最后通过简单的滑模模糊控制器实现对具有多个子系统的欠驱动非线性系统的控制.将该方法应用于吊车的运输控制中,仿真结果证明了其有效性和鲁棒性.     

虚拟控制增益函数未知的随机非线性系统模糊自适应控制

The problem of track control is studied for a class of strict-feedback stochastic nonlinear systems in which unknown virtual control gain function is the main feature. First, the so-called stochastic LaSalle theory is extended to some extent, and accordingly, the results of global ultimate boundedness for stochastic nonlinear systems are developed. Next, a new design scheme of fuzzy adaptive control is proposed. The advantage of it is that it does not require priori knowledge of virtual control gain function sign, which is usually demanded in many designs. At the same time, the track performance of closed-loop systems is improved by adaptive modifying the estimated error upper bound. By theoretical analysis, the signals of closed-loop systems are globally ultimately bounded in probability and the track error converges to a small residual set around the origin in 4th-power expectation.     

机器人全局PID模糊滑模跟踪控制与仿真研究

为解决机器人跟踪控制过程中采用PID控制算法会出现抖动和误差的问题,提出了一种机器人全局PID模糊滑模跟踪控制算法.通过将PID滑模控制和模糊控制相结合,设计了全局PID模糊滑模控制;基于模糊规则,对滑模控制增益进行自适应调整,从而消除建模误差和干扰,削弱了控制时产生的抖振,在线调整控制器参数和估计误差,并通过积分来消除外界干扰,因此提高了控制精度.仿真结果表明,与常规的PID算法相比,该方法在处理控制抖动和消除误差以及干扰方面具有极高的鲁棒性.     

基于模糊逻辑的高速网络自适应拥塞控制研究

基于模糊逻辑 ,利用自适应拥塞控制机制来预测高速网络 (如Internet中 )的拥塞问题 .把路由器的缓冲系统看作一个非线性离散动态系统 ,利用基于模糊逻辑的控制器来预测源端发送速率的确切值以防止拥塞的发生 .通过对参数向量的调节来估计无法预测的和具有统计波动性的网络通信量 ,并利用Lyapunov分析方法来验证闭环系统的稳定性 .最后 ,以一个仿真例子说明了所提出方法的有效性 .     

模糊自适应Smith预估控制及其应用

为了改善具有时变及大纯滞后系统的控制品质,本文提出了一种模糊自适应Smith预估控制方法,此方法将模糊控制、自适应及Smith预估控制之长处综合在一起,在一定程度上弥补了上述三者各自的不足,通过仿真和在窑温控制中实时运行,取得了满意的效果。     

自适应模糊PID在温度控制系统中的应用

根据复杂锅炉温度系统,设计出一种自适应模糊PID控制器。其优点是应用模糊控制适应系统的不确定性,能够提高对象模型不确定时PID参数的自适应能力。很大程度上改善了系统的控制质量,提高了系统的鲁棒性。实际运行结果证明了该方法的有效性。