隶属度函数相关的不确定T-S模糊系统的保成本控制

研究了一类带有参数不确定性模糊T-S系统的状态反馈保成本控制问题。通过使用阶梯隶属度函数来近似模糊模型和控制器的隶属度函数,应用Lyapunov稳定性理论,得到了一组新的隶属度函数相关的系统渐近稳定充分条件,该条件可用线性矩阵不等式(LMIs)表示。最后通过仿真验证了该方法的有效性,结果表明,通过取得较小的阶梯宽度,系统可以具有更小的保守性和更好的动态性能。     

基于模糊方法的切换系统稳定性研究

从实际出发提出切换系统进行模糊切换的必要性,给出模糊切换的关键因素即隶属度的确定方法.本文首先将切换系统转化为T-S模糊模型系统,这是一个非线性系统,根据克拉索夫斯基定理,给出判定此系统在原点小邻域内渐近稳定的条件,进而确定隶属度函数.大量的仿真结果证实,本文提出的使切换系统稳定的模糊方法是切实有效的.     

T-S模糊系统的二次稳定

应用LMI(线性矩阵不等式)方法,研究了T-S模糊系统二次稳定性及控制器设计问题.首先,通过考虑模糊系统隶属函数的性质,将原系统进行变换,给出了T-S模糊系统二次稳定的新条件,并提出了基于LMI的控制器设计方法.与现有结果相比,该方法不仅考虑了各子系统间的关系,还考虑到隶属函数的性质,计算量和保守性较小.仿真算例验证了其有效性.     

T-S模糊系统输出反馈控制器的稳定性分析与设计

输出反馈控制是T-S模糊控制系统设计的一种重要方法．本文提出了一类由模糊状态观测器和模糊调节器构成的输出反馈控制器稳定性分析和解析设计的新方法．为了减小稳定性分析的保守性和难度,本文充分利用了模糊规则前件变量模糊隶属度函数的结构信息,对前件变量采用标准模糊分划的T-S模糊系统输出反馈控制器进行了研究,获得了一些新的稳定性条件．然后采用平行分布补偿法(PDC)和线性矩阵不等式方法(LMI),研究了该类输出反馈控制器的解析设计方法．通过一个非线性质量块-弹簧-阻尼器系统输出反馈控制器的设计和计算机仿真,验证了本文方法的有效性．     

T-S模糊系统的构造及其逼近能力的充分条件

针对任意多变量非线性函数, 至今缺少一种简单有效的构造性方法来建造一个T-S模糊系统对其实现给定精度的模糊逼近. 本文在逼近函数g(X)∈C2及g(X)不∈C2两种情况下给出了一种当模糊集满足均匀性、连续性、正规性条件下T-S模糊系统的构造方法以及该T-S模糊系统逼近能力的充分条件. 该构造性方法简单易行且其逼近能力充分条件的保守性低. 最后通过仿真研究证实了该方法的正确性与有效性.     

输入采用一般模糊划分的T-S模糊控制系统稳定性分析

通过定义一种对输入空间的一般模糊划分(General fuzzy partition, GFP), 研究了输入采用GFP的T-S模糊系统的性质, 以充分利用规则前件变量的结构信息. 通过构造连续分段光滑Lyapunov函数, 提出了新的T-S模糊控制系统的稳定性条件. 该条件同时考虑了各局部子系统之间的相互关系, 降低了现有稳定性条件的保守性和求解难度. 通过严格证明和数值示例, 比较了所得稳定性条件之间的保守性关系及其与以往充分条件之间的关系. 对运用并行分布补偿(Parallel distributed compensation, PDC)和线性矩阵不等式(Linear matrix inequalities, LMI)方法所设计的T-S模糊控制系统进行计算机仿真研究, 结果验证了所得稳定性条件的有效性和优越性.     

连续时间T-S模糊系统的一种二次镇定方法

模糊隶属函数是模糊系统的重要组成部分,在系统镇定中考虑其结构和参数信息可以减少结果的保守性.为此,针对连续时间T-S模糊系统的二次镇定问题,提出一种新的放松二次镇定条件.运用一种有效的附加变量引入方式将隶属函数乘积界这一信息更好地纳入系统的镇定条件中,得到了比以往文献保守性更小的结果.所有结果均以线性矩阵不等式形式给出.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

含状态和输入时滞的模糊系统的隶属函数依赖的稳定与镇定

研究一类含有状态时滞和输入时滞的T-S模糊系统的稳定性分析和镇定问题.首先,构造一个含三重积分的Lyapunov-Krasovskii(L-K)泛函,利用一个近期提出的二重积分不等式和基于辅助函数的积分不等式处理积分项.为了得到更为放松的时滞依赖的稳定性结果,考虑隶属度函数的边界信息,选择分段隶属函数去近似隶属度函数,同时引入松弛矩阵,以线性矩阵不等式(LMIs)形式给出保守性较小的隶属函数依赖的稳定性准则;然后,基于前提不匹配技术,结合Finsler引理,首次提出含状态和输入时滞的模糊系统的状态反馈控制器的设计方法,该模糊控制器不要求与模糊系统拥有相同的隶属度函数和模糊规则数目,从而提高设计的灵活性;最后,通过给出3个仿真算例表明所提出方法的先进性和有效性.     

一种神经模糊系统模型

本文提出一种神经模糊系统模型,其中模糊规则前件用π隶属函数(形状类似于三角形隶属函数,但具有平滑性)表达,给出了类似于BP的参数学习算法.对于平滑函数近似问题的仿真结果表明,与模糊规则前件使用三角形隶属函数的神经模糊系统模型相比,本文提出的模型具有学习过程更加稳定平滑和逼近误差小的优点.对这两种模型性能上的差异做了定性解释.     

基于多分辨率分析的T-S模糊系统

目前模糊系统缺乏保持辨识精度与模糊语义最佳折中的有效辨识方法,其主要原因在于缺乏系统的优化结构辨识方法.因此,本文从时-频域角度构造出基于多分辨率分析的T-S(Takagi-Sugeno)模糊系统拓扑结构.然后,采用具有多分辨率特点的B-样条尺度函构造模糊隶属函数,根据投影算法和模糊隶属函数相异测度给出了模糊系统结构辨识算法.仿真结果验证了这种模糊系统及其结构辨识算法的有效性.     

一种改进遗传算法在模糊控制器优化中的应用

针对使用ITAE积分性能指标作为目标函数存在的不足,通过在目标函数中加入控制量、误差、上升时间和超调量等综合因素,形成性能更好的目标函数。分析了用基本遗传算法优化模糊控制器的优缺点,通过使用并行遗传算法,选取适当的操作算子,精英保留等策略得到一种改进的遗传算法,并将其用于优化模糊控制器。仿真结果表明了该方法的有效性。     

A fuzzy logic based supervisory hierarchical control scheme for real time pressure control

This paper describes a supervisory hierarchical fuzzy controller （SHFC） for regulating pressure in a real-time pilot pressure control system. The input scaling factor tuning of a direct expert controller is made using the error and process input parameters in a closed loop system in order to obtain better controller performance for set-point change and load disturbances. This on-line tuning method reduces operator involvement and enhances the controller performance to a wide operating range. The hierarchical control scheme consists of an intelligent upper level supervisory fuzzy controller and a lower level direct fuzzy controller. The upper level controller provides a mechanism to the main goal of the system and the lower level controller delivers the solutions to a particular situation. The control algorithm for the proposed scheme has been developed and tested using an ARM7 microcontroller-based embedded target board for a nonlinear pressure process having dead time. To demonstrate the effectiveness, the results of the proposed hierarchical controller, fuzzy controller and conventional proportional-integral （PI） controller are analyzed. The results prove that the SHFC performance is better in terms of stability and robustness than the conventional control methods.     

一种用于非最小相位系统的模糊控制器设计

针对非最小相位系统具有右半平面零点,使系统阶跃响应存在负调,以及常规方法控制不理想等问题,在分析常规模糊控制器的基础上,提出了一种新型的模糊积分控制器的设计方法,改善了常规模糊控制器的动态和稳态性能。对输入变量设计了一种简单可调整宽度的三角形隶属度函数;并针对非最小相位系统,提出了一般情况下控制规则基的设计原则。计算机仿真结果证实了这种设计方法的有效性。     

一种新的模糊控制器的优化方法

通过分析对模糊控制器作优化的原理, 提出了一种新的优化设计方法. 用三个参数调整所定义的输入、输出语言变量的隶属函数, 通过单纯形法调整参数使性能指标最小, 从而使设计出的模糊控制器性能接近最优. 仿真结果表明, 本文的方法简单、有效, 对于模糊控制器的工程设计具有很大实用性.     

三维模糊控制器的结构研究

基于Zadeh的模糊逻辑推理和语言控制策略,进行了三维模糊控制器的结构研 究.证明了具有线性控制规则的三维模糊控制器可等同于一个全局多层次线性关系式和一 个局部非线性PID型控制器,由此剖析了模糊控制器的推理机制和其非线性本质.     

改进的广义隶属函数法及其FPGA实现

针对工程应用的实际,首先改进了广义隶属函数法,在Matlab中进行了算法仿真。将广义隶属函数法与FPGA的特点相结合,设计了一种广义隶属函数型模糊控制器,并将控制算法在FPGA上实现。     

模糊规则在线自调整算法及仿真研究*

在模糊规则的可修正因子的基础上,提出了一种在线自调整模糊控制器解析规则模糊控制器的改进结构,引入了能够动态调整模糊控制规则的修正函数;同时,通过遗传算法,应用该修正函数对模糊控制器控制参数进行优化。通过对一个典型的二阶系统进行仿真实验,结果表明使用该方法设计的模糊控制器具有响应快、超调小、稳态精度高等优点,改善了模糊控制系统的性能。     

最优模糊控制器的系统设计

典型模糊控制器在难于建立数学模型或对控制精度要求不高的场合已得到了成功的应用，但与传统的控制方法相比，它存在两个明显的弱点，一个所得到的模糊控制规则不能保证其是优的或是次最优的，二是在设计模糊控制器获取模糊控制规则时主要是凭经验进行，没有的步骤可遵循，本文提出了一类最优模糊控制器的系统设计方法及步骤，这种最优模糊控制器既有典型模糊控制器的形式，又有类似于线性二次型的性能指标Ｊ＝ｒｆ∑ｋ＝１（ａＮＡ     

A Genetic Approach for Simultaneous Design of Membership Functions and Fuzzy Control Rules

Based on the genetic algorithm (GA), an approach is proposed for simultaneous design of membership functions and fuzzy control rules since these two components are interdependent in designing a fuzzy logic controller (FLC). With triangular membership functions, the left and right widths of these functions, the locations of their peaks, and the fuzzy control rules corresponding to every possible combination of input linguistic variables are chosen as parameters to be optimized. By using a proportional scaling method, these parameters are then transformed into real-coded chromosomes, over which the offspring are generated by rank-based reproduction, convex crossover, and nonuniform mutation. Meanwhile, the concept of enlarged sampling space is used to expedite the convergence of the evolutionary process. To show the feasibility and validity of the proposed method, a cart-centering example will be given. The simulation results will show that the designed FLC can drive the cart system from any given initial state to the desired final state even when the cart mass varies within a wide range.     

基于T-S模糊性能评估器的非线性系统跟踪控制器设计

讨论了一类非线性系统的H∞状态反馈跟踪控制器设计问题.区别于传统的模糊控制 设计方法,该文提出的控制策略由模糊性能评估器(FPE)和控制器(FC)两部分组成.模糊性能 评估器为模糊模型和控制策略提供了一种校验方法,可以间接地判断闭环控制的效果,从而提 供了一种模糊控制系统无损调试的新方法.文中以线性矩阵不等式组(LMIs)的形式,给出了模 糊性能评估器和控制器存在的充分条件.