近空间飞行器的多模型切换控制

针对受到扰动的变机翼后掠角近空间飞行器,研究一类基于多模型切换的多输入多输出非线性系统的模糊自适应鲁棒控制器的设计问题.通过构造公共Lyapunov函数设计系统的控制器,采用动态面控制方法避免了控制器设计中的计算膨胀问题,利用自适应模糊系统和鲁棒控制项在线消除系统中的未知干扰影响.仿真结果表明了该方法的有效性.     

近空间飞行器多模型鲁棒保性能软切换控制

针对可变机翼后掠角的近空间飞行器,提出一种多模型鲁棒保性能软切换控制方法.首先,将非线性系统的工作空间划分为若干区域,在每一区域建立局部T-S模糊模型;然后,根据性能指标利用广义系统的方法,设计局部鲁棒保性能控制器,从而大大减少了计算量,由于控制器在模糊了的边界处进行切换,保证了系统状态在切换过程中的平滑性;最后,对近空间飞行器在变机翼过程中的姿态进行控制,仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

基于模糊预测PID算法的地下空间湿度控制

根据防护工程地下空间空调系统的时滞以及非线性特性,结合预测控制和模糊控制两种方法,设计了基于模糊预测PID算法的控制器.建立了系统的数学模型,并基于所提出的控制方法对其进行仿真研究,结果显示该控制器抗干扰能力较好,相较于传统PID控制,该控制器调节时间更快,控制效果更佳.     

互联大系统动态输出反馈多重叠鲁棒分散关联镇定

针对一类具有网型拓扑结构的互联大系统,提出一种动态输出反馈多重叠鲁棒分散关联镇定方法.该方法将系统状态空间加以扩展,在扩展空间中将其分解为按循环逆序排列的一系列两两子系统对,并为每个子系统对分别设计使其关联稳定的鲁棒分散动态输出反馈控制器,将这些多重叠设计的控制器再收缩回原空间,实现控制律的协调.将该方法应用到一个四区域网型电力系统控制设计中,仿真结果验证了所提出方法的可行性和优越性.     

近空间飞行器多模型软切换保性能非脆弱控制

针对可变机翼后掠角近空间飞行器存在严重非线性、强耦合等特性, 在考虑控制器存在摄动的情况下, 设计了可以平滑切换的多模型软切换保性能非脆弱控制方案. 首先利用可测前提变量将系统的工作空间划分为多个子空间, 然后在每一个子空间中根据给定的性能指标设计局部模糊鲁棒保性能非脆弱控制器. 由于采用了广义系统的设计方法, 有效地减少了求解的计算量和复杂度. 系统的全局控制器由各局部控制器进行模糊加权得到, 从而实现了软切换. 对变机翼后掠角近空间飞行器的仿真实验表明了所提方法是有效的.     

基于遗传算法的多模型模糊控制

在非线性系统的多个平衡点建立线性模型的基础上，提出了多模型系统的模糊加权控制策略，采用遗传算法对模糊系统的隶属函数进行优化，综合了遗传算法强大的空间搜索能力，高精度和模糊控制器快速性的优点，使模糊控制达到较好的控制效果，仿真结果证明了所给方法的有效性。     

一类弹性机器人的模糊控制

本文研究了一类多弹性连杆机器人的模糊控制问题.为系统仿真的需要.首先给出了该机器人系统的动力学模型.然后通过控制规则的函数生成方法给出了模糊控制器设计.并通过模糊控制器量化因子和比例因子的在线自调整.保证系统具有良好的动态与稳态品质.系统仿真结果表明,本文方案为弹性机器人的控制提供了新的有效途径.这项工作也为拓广模糊控制方法的应用领域做出了贡献.     

基于模糊树模型的自适应模糊滑模控制方法

本文针对单输入–单输出仿射非线性系统提出了一种基于模糊树模型的具有监督控制器的模糊滑模控制方法. 该方法用模糊树模型逼近非线性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, 实现对有界参考输入信号的跟踪控制. 模糊树辨识方法自适应划分输入空间, 大大减少模糊规则的数目, 在一定程度上可以缓解困扰模糊控制中的”规则爆炸”问题. 该方法通过监督控制器保证闭环系统所有信号有界. 通过理论分析, 证明了跟踪误差收敛到零. 用倒立摆进行仿真验证, 结果表明该方法用较少的模糊规则, 就能得到满意的控制效果, 有推广应用价值.     

执行器饱和T-S模糊系统的鲁棒耗散容错控制

研究了一类执行器饱和状态变时滞T-S模糊系统的鲁棒容错控制问题. 通过时滞相关Lyapunov函数和对状态的椭球域约束, 基于线性矩阵不等式技术, 提出了非线性系统稳定的不变集条件和模糊鲁棒耗散容错控制器存在的充分条件. 控制方案的设计结果不仅为执行器饱和状态变时滞T-S模糊系统的无源控制和H1鲁棒控制建立了统一框架, 而且保证了闭环控制系统对执行器故障的稳定性和容错性. 最后以时滞倒车系统的控制仿真验证了方法 的有效性.     

基于虚拟领航者的船舶无源协调编队控制研究

随着海上任务越来越复杂,许多作业过程要求多艘船舶相互协调. 本文结合了虚拟领航者协调策略和无源性理论控制方法的各自优势,提出了一种基于虚拟领航者的无源协调控制方法,来解决多艘船舶的协调路径跟踪问题.通过对虚拟领航者设计路径跟踪控制器,使其领导作业船舶按着指定的路 径进行协调作业,同时定义每艘船舶的队形参考点,应用无源性理论设计同步 控制器使所有船舶的参考点趋于一致,最终实现多艘船舶按一定的队形进行协调路径跟踪.最后通过仿真实验验证了所提算法的有效性.     

Robust Control for a Class of Uncertain Switched Fuzzy Systems with Saturating Actuators

This paper investigates the robust control problem for a class of uncertain switched fuzzy systems with saturating actuators. The asymptotical stability for fuzzy subsystems subject to actuator saturation is not assumed. Based on the multiple Lyapunov functions method, we design a switching law and a state feedback control law such that the closed‐loop system is asymptotically stable. Additionally, the estimation of the domain of attraction is presented by solving an optimization problem. Finally, simulation results verify the feasibility and effectiveness of the proposed method.     

An iterative fuzzy controller for pneumatic muscle driven rehabilitation robot

Pneumatic muscle actuators (PMA) show great potential in wearable and compliant rehabilitation devices as they are flexible and lightweight. However, the varying and non-linear behavior of the actuators imposes modeling and control challenges, which are difficult to comprehend. This research proposes a new wearable ankle rehabilitation robot, first of its kind in the world driven by PMAs in a parallel form. The focus of this presented work is to develop an iterative controller to overcome the challenges for PMA driven devices. A fuzzy feedforward controller is proposed to accurately predict the behavior of PMA. A modified Genetic Algorithm (GA) is developed to identify the optimal set of parameters for the fuzzy controller. The iterative controller has been tested on the proposed PMA driven ankle rehabilitation robot, and is found capable of mapping the complex relationship in length, force and pressure of the PMA with high accuracy. Experimental results show excellent trajectory tracking performance of the controller when given various desired trajectories.     

基于模糊控制规则的建筑物结构主动控制的研究

针对地震中建筑物结构主动控制的问题,引入模糊控制规则。该方法采用分层结构,其中包括一个高层的控制器和多个为了降低层间位移的底层子控制器。模糊控制规则能够恰当地调节预先控制在每一时刻所估计的结构状态。改进的地震控制性能通过模糊调节过程将一个简单设计的静态增益转换为实时动态增益。本文在控制器的设计部分充分考虑作动器饱和的状态,并以三层剪切型建筑物结构模型来举例说明。最后模糊规则的运用和Matlab仿真证明这种控制策略的正确性和有效性。     

A Three-Dimensional Fuzzy Control Methodology for a Class of Distributed Parameter Systems

The traditional fuzzy set is two-dimensional (2-D) with one dimension for the universe of discourse of the variable and the other for its membership degree. This 2-D fuzzy set is not able to handle the spatial information. The traditional fuzzy logic controller (FLC) developed from this 2-D fuzzy set should not be able to control the distributed parameter system that has the tempo-spatial nature. A three-dimensional (3-D) fuzzy set is defined to be made of a traditional fuzzy set and an extra dimension for spatial information. Based on concept of the 3-D fuzzy set, a new fuzzy control methodology is proposed to control the distributed parameter system. Similar to the traditional FLC, it still consists of fuzzification, rule inference, and defuzzification operations. Different to the traditional FLC, it uses multiple sensors to provide 3-D fuzzy inputs and possesses the inference mechanism with 3-D nature that can fuse these inputs into a so called ldquospatial membership function.rdquo Thus, a simple 2-D rule base can still be used for two obvious advantages. One is that rules will not increase as sensors increase for the spatial measurement; the other is that computation of this 3-D fuzzy inference can be significantly reduced for real world applications. Using only a few more sensors, the proposed FLC is able to process the distributed parameter system with little complexity increased from the traditional FLC. The 3-D FLC is successfully applied to a catalytic packed-bed reactor and compared with the traditional FLC. The results demonstrate its effectiveness to the nonlinear unknown distributed parameter process and its potential to a wide range of engineering applications.     

DoS攻击下基于切换Luenberger观测器的冗余控制

研究了DoS攻击下网络化控制系统基于观测器的控制器设计问题.首先,提出了一种具有多个增益的切换Luenberger观测器,实现了无DoS攻击时系统状态的间歇性估计.根据获得的估计值,控制器同时计算了系统当前以及未来一段时域的控制信号,并将其封装在一个数据包中发送给执行器,保证了系统在有无DoS攻击时都有合适的控制输入更新.其次,利用构造的切换系统对DoS攻击下观测器与控制器的不同动态进行了统一的建模,基于多Lyapunov函数方法推导了任意切换律下系统指数稳定的充分条件,并给出了相应的观测器与控制器设计方法.最后,通过网络化倒立摆系统的实验验证了所提方法的有效性.     

一种模糊区域的拓扑关系模型

空间区域拓扑关系建模是空间推理、地理信息系统(GIS)和计算机视觉等领域一个非常重要的主题，模糊区域的拓扑关系建模正日益受到相关领域研究者的重视，在分析现有模型的基础上，提出了一种模糊区域的拓扑关系模型，该模型利用模糊集来表示模糊区域，通过三个谓词的真值来判断区域间的拓扑关系，将分明区域作为特例统一处理，根据谓词的多种真值能够实现多层次上的拓扑关系分析．     

在未知环境中基于模糊逻辑的移动机器人行为控制

本文介绍了一种在未知环境中基于模糊逻辑的移动机器人行为控制方法．传统的行为控制方法存在两个弱点：①行为不易描述；②多个行为之间的冲突和竞争难以协调．这篇文章的主要思想是将模糊逻辑控制与行为控制相结合致使这两个问题得到有效的解决．仿真实验结果表明：所提的方法通过多个行为如避障边沿行走和目标导向的融合，能够有效地对机器人在复杂和未知环境中导航．另外，该方法还适用于多传感器的融合与集成．     

Fuzzy redundancy resolution and motion coordination for underwater vehicle-manipulator systems

The problem of redundancy resolution and motion coordination between the vehicle and the manipulator in underwater vehicle-manipulator systems (UVMSs) is addressed in this paper. UVMSs usually possess more degrees of freedom than those required to perform end-effector tasks; therefore, they are redundant systems and kinematic control techniques can be applied aimed at achieving additional control objectives besides tracking of the end-effector trajectory. In this paper, a task-priority inverse kinematics approach to redundancy resolution is merged with a fuzzy technique to manage the vehicle-arm coordination. The fuzzy technique is used both to distribute the motion between vehicle and manipulator and to handle multiple secondary tasks. Numerical case studies are developed to demonstrate effectiveness of the proposed technique.     

基本DFL的多Agent协调工作机制研究

多agent的协调性是多agent系统与其它相关研究领域区别开来的关键性问题之一, 也是保证多个智能系统能在一起共同工作的关键.由于agent它自身是一个主体,就其本质上 讲是一个动态的客体,因此动态性和模糊性是agent的主要特性,而多agent之间这个问题体现 的就更为突出.因此,该文基于DFL对多agent协调工作机制进行研究,给出agent的能力表现 模型、能力扩展模型等内容,为人们解决这方面的问题提供理论依据.