PEMFC系统过氧比的自适应高阶滑模控制

调节控制质子交换膜燃料电池(PEMFC)空气供给系统过氧比(OER)在理想范围可有效提高PEMFC系统输出净功率.为此,本文首先结合反馈控制理论将非线性PEMFC空气供给系统转化为标准形,并对系统内部动态进行了稳定性分析.然后基于PEMFC空气供给系统系统扩展的状态空间,并提出一种新型的自适应高阶滑模方法.该控制器不需PEMFC空气供给系统模型和干扰/不确定向的界已知的条件,自适应模糊逻辑系统可在线逼近系统中未建模动态.并且通过在线自适应获得的控制增益可保证系统跟踪误差收敛到原点附近的邻域内.最后,结合Lyapunov理论验证了系统的收敛性与稳定性,通过仿真和硬件在环实验进一步验证了该控制器的自适应性与优越性.     

PEMFC空气供给系统的智能建模与自适应控制

为了提高质子交换膜燃料(PEMFC)电池的输出净功率,提出了一种基于模糊逻辑系统的智能建模与控制方法。首先,建立PEMFC严格反馈形式的数学模型,并采用自适应模糊逻辑系统对PEMFC中的非线性项进行智能建模;然后,考虑系统控制增益未知对空气供给系统控制性能的影响,结合反步法技术为PEMFC系统设计了自适应控制器,并通过引入一阶滤波器来降低控制器的计算复杂度。通过Lyapunov稳定性理论分析验证了所设计的控制器可使得空气供给系统过氧比的跟踪误差在限定时间内收敛至原点的邻域;最后,仿真和硬件在环实验的结果证明了所建模型与控制方法的有效性。     

车用PEMFC空气供给系统建模与模糊PID控制研究

给出了PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)空气供给系统的数学模型,基于simulink进行了模型的仿真,仿真结果和实验证明了PEMFC空气供给系统模型是正确有效的,能够准确地反映PEMFC空气供给系统的动态变化趋势。设计了PEMFC空气供给自适应模糊PID控制算法,根据建立的控制对象模型,进行控制系统的仿真,仿真结果与实验结果证明设计的自适应模糊PID控制方法使系统响应时间短,稳态误差小,达到较理想的控制性能目标。     

板球系统的间接模糊自适应控制

针对具有强耦合、不确定摩擦力的多变量非线性板球系统,利用Lyapunov稳定理论,设计一种间接模糊自适应控制器。该控制器可以在确保系统变量在有限范围内变动的同时保持收敛性,并且在系统的增益矩阵不可逆时,使得板球系统稳定并跟踪误差收敛到零邻域内。控制器是由监督、间接模糊自适应和自适应补偿3种控制算法结合的。仿真实验表明,所提出的控制方法能够确保板球系统跟踪控制的稳定性和收敛性。     

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.     

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。     

线控转向系统的自适应高阶滑模控制

车辆线控转向(steer-by-wire,SbW)系统存在摩擦力矩及回正力矩等不确定动态特性,难以实现精确建模与有效控制.为此,提出一种基于自适应模糊逻辑系统的自适应高阶滑模(adaptive higher-order sliding mode,AHOSM)方法,实现SbW系统的有效控制.首先,通过自适应模糊逻辑系统逼...     

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 .     

一类基于模糊逻辑系统的非线性系统自适应跟踪控制

利用非线性不确定系统的动态数学模型和模糊逻辑系统，对不确定性的输出信息，设计出被控系统的自适应鲁棒跟踪控制器和模糊逻辑系统参数估计的自适应律．在较弱的假设条件下，证明了这种控制器能使被控系统的状态及参数估计误差一致终极有界．仿真实例表明，所提出的方法是有效的．     

基于局部模糊逻辑系统合成的一类非线性不确定系统自适应控制

通过使用从属于系统状态区域上开覆盖的单位分解,首先将若干个局部生成的模糊逻辑系统合成而产生一种函数逼近器,与通常的模糊逻辑系统相比较,这种逼近器不仅具有万能逼近性质,而且由于局部模糊逻辑系统具有较少规则而能够保持语言可解释性;然后,通过将适当的参数植入这种函数逼近器中,能够为某些非线性不确定系统设计自适应镇定控制器;最后,通过仿真例子验证了所提出方法的有效性.     

基于区间二型模糊摩擦补偿的鲁棒自适应控制

针对不确定机械系统中普遍存在的摩擦力,由于其非线性和不确定性,传统基于摩擦模型的补偿控制方法难以达到满意的系统性能要求.本文提出基于自适应区间二型（Type-2）模糊逻辑系统对系统摩擦进行补偿建模,并在该摩擦补偿方法的基础上设计出鲁棒自适应控制器,保证系统输出精度,且对摩擦环境的变化具有较强自适应性.区间二型模糊逻辑系统相对于传统一型模糊逻辑系统具有较强的处理不确定性问题的能力,在本文中使用自适应区间二型模糊逻辑系统不断逼近摩擦力,根据李雅普诺夫稳定性理论求出自适应律并证明系统跟踪误差的有界性.在不同摩擦环境下的仿真结果验证了本文所提摩擦建模方法与控制策略的有效性与实用性.     

基于模糊自适应的SBBR溶解氧控制系统仿真

针对SBBR溶解氧系统的纯滞后、非线性、时变性的特点,提出将模糊自适应PID控制器引入到SBBR污水处理系统的曝气过程。采用模糊控制规则,根据控制系统偏差及偏差变化率的大小,自动调整PID控制器KP、KI、KD三个参数的大小,以使系统具有更好的控制品质。通过MABLAB仿真,结果表明,模糊自适应PID控制器比传统PID控制器上升时间缩短了37秒、调节时间缩短了95秒、超调量小3.5%且无静差。     

Stable Adaptive Fuzzy Control with TSK Fuzzy Friction Estimation for Linear Drive Systems

This paper considers the control of a linear drive system with friction and disturbance compensation. A stable adaptive controller integrated with fuzzy model-based friction estimation and switching-based disturbance compensation is proposed via Lyapunov stability theory. A TSK fuzzy model with local linear friction models is suggested for real-time estimation of its consequent local parameters. The parameters update law is derived based on linear parameterization. In order to compensate for the effects resulting from estimation error and disturbance, a robust switching law is incorporated in the overall stable adaptive control system. Extensive computer simulation results show that the proposed stable adaptive fuzzy control system has very good performances, and is potential for precision positioning and trajectory tracking control of linear drive systems.     

基于自适应模糊补偿的机械臂复合控制策略

针对刚性机械臂存在摩擦和扰动等不确定因素给轨迹跟踪控制带来的困难,本文基于李亚普诺夫稳定性理论,给出了一种机械臂的自适应控制方案．该方案针对机械臂的标称部分,采用计算力矩的方法设计相应的控制量,在此基础上,构造模糊系统逼近摩擦得到补偿控制量,并针对随机扰动的上界设计反馈控制率,以克服扰动带来的影响,保证系统的稳定性．仿真结果表明,该复合控制对于具有不确定性摩擦以及扰动的机械臂轨迹跟踪问题效果良好．     

一个新混沌系统的自适应模糊同步

本文基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型,研究了混沌系统的自适应同步。基于T-S模糊模型重构了混沌系统,推导了在衰减率α下,自适应同步全局渐近稳定的充分条件;同时,在驱动系统参数未知的情况下,使用自适应参数调节律,得到响应系统参数的估计值。设计的模糊控制器均由线性函数构成,结构简单,规则少,有利于实际应用中构造控制器。数值仿真结果验证了方法的有效性。     

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.     

自适应模糊控制理论的研究综述

针对近10年来自适应模糊控制的主要研究成果,从模糊系统、模糊控制、稳定性、模糊逼近和神经网络等方面较详细地概括与分析了自适应模糊控制理论的研究与进展,特别是在Lyapunov稳定性理论下,基于模糊模型的自适应模糊控制与鲁棒控制、滑模控制等传统方法的结合与互补为非线性系统建模与控制提供了强有力的工具.最后对自适应模糊控制新的研究方向进行了展望,模糊建模与自适应控制的研究具有重要的理论和实际意义.     

非线性模糊间接和直接自适应控制器的设计和稳定性分析

提出卫种非线性模糊直接和间接自适应控制的统一设计方法,该方法把文献「１,２」中的监督控制器用Ｄ－控制来取代,在闭环系统的渐近稳定性分析中取消了要求逼近误差平方可积的条件,模糊控制器能克服外界干扰对系统误差的影响。仿真结果验证了该控制方案的有效性。