一类倍周期映射的语言动力学性质

语言动力系统(LDS)是以词,而不是以数为计算单位的动力学系统.本文对一类倍周期映射的语言动力学性质进行分析.倍周期映射是动力系统中一类十分重要的映射,大多数的混沌现象是从倍周期分支开始的.本文将一类具有倍周期分支的常规动力系统语言化,并对其稳定性、倍周期分支现象进行分析.     

时变论域下的语言动力学轨迹

为了描述在不同时刻内涵发生变化的模糊集合, 本文通过综合模糊集合、语言动力系统(Linguistic dynamic systems,LDS) 及动态规划, 提出了时变论域与动态模糊规则理论, 将时变论域分为离散型与连续型两类, 每一类分为递增型、递减型及波动型三种, 并讨论如何在时变论域上建立动态模糊规则以及进行词计算, 最后给出时变论域下的语言动力学轨迹.     

基于区间二型模糊集合的语言动力系统稳定性

运用区间二型模糊集合(Interval type-2 fuzzy sets, IT2 FSs) 的扩展原理将常规的数值函数转化为对应的区间二型模糊函数, 并给出了相应的词计算(Computing with words, CW)方法与算法,最后分析了严格单调情况下基于区间二型模糊集合的单输入单输出系统的语言动力系统(Linguistic dynamic systems, LDS)稳定性.     

词计算和语言动力学系统的计算理论框架

词计算(Computing with Words,简写为CM)是以词或术语(linguistic terms)为对象,而不是以数值为对象的计算方法;而语言动力学系统(Linguistic Dynamic Systems,简写为LDS)就是以词计算为基础,对问题进行动态描述,分析,综合,进而设计,控制和评估的系统本文通过融合几个不同领域的概念和方法,提出基于词计算的语言动力学系统的计算理论框架.这个框架中的主要概念和方法来源于以下四个方面:1)Kosko关于模糊集的几何表示2)Hsu针对非线性动力学系统的计算所提出的胞映射和分析方法;3)数论数值方法中的最佳格点集和均匀格点集;4)最优控制理论中的动态规划算法.根据这个计算理论框架,我们可以利用常规或传统数值动力学系统中已有的成熟概念和方法,对语言动力学系统进行动力学分析、设计、综合,以及控制和性能评估.本文所提出的理论对于模型、目标、控制和反馈主要是以词或文字术语为基础的系统的建模和分析具有重要的应用前景.     

II型模糊集合与系统研究进展

Ⅱ型模糊集合是传统Ⅰ型模糊集合的扩展,其本质是模糊集合中隶属度值的再次模糊化表示.Ⅱ型模糊集合可以直接处理模糊规则的不确定性,是解决现实环境高不确定性问题的有效手段.本文首先简要给出了Ⅱ型模糊集合与系统的基本概念,然后分别回顾了广义和区间Ⅱ型模糊理论的发展历史.接着分别讨论了广义和区间Ⅱ型模糊系统的计算复杂性问题研究进展,并进一步介绍了基于区间Ⅱ型模糊集合的词计算理论发展状况.最后给出了本文的结论和进一步研究问题的展望.     

基于数据挖掘与系统理论建立摩擦模糊模型与控制补偿

建立机械摩擦力模型及其相应的控制补偿策略一直是人们所关注的问题. 由于摩擦力所固有的非线性及不确定特征, 用传统的数学建模与控制补偿方法难以达到满意的系统性能要求. 本文采用模糊建模技术逼近摩擦动力系统并将辨识结果用在前馈补偿控制器设计中. 模糊建模过程由以下3个部分组成: 首先采用数据挖掘技术辨识出模糊系统的模糊规则库, 然后利用该规则库建立模糊系统的静态模型, 最后以李雅普诺夫稳定性理论为基础进一步辨识出模糊系统的动态模型. 在控制器设计方面, 采用了自适应模糊系统前馈补偿的比例微分(Proportional-derivative, PD)算法. 运用李雅普诺夫稳定性分析证明了闭环系统跟踪误差的有界性. 数值仿真结果表明了该方法的有效性和实用性.     

时滞模糊奇异摄动系统的H2次优控制

引入了时滞模糊奇异摄动模型.这里模糊规则后件为线性时滞奇异摄动模型,整个系统的动力学由各规则后件的线性动力学通过隶属函数插值得到,从而形成一类非线性时滞奇异摄动系统.系统的稳定性分析和H₂控制器设计方法可以归结为求解一组线性矩阵不等式,该组条件与小参数无关,故较好地回避了数值求解的病态问题.最后给出了仿真实例.     

时变论域下红绿灯配时的语言动力学分析

城市道路不同时刻的车流量变化很大,建立与车流量变化相适应的红绿灯动态配时模型有利于缓解交通拥堵,减少出行者的等待时间.本文通过综合时变论域、平行控制理论、语言动力系统（Linguistic dynamic system,LDS）,提出了一种新的红绿灯控制方法.该方法以红绿灯不同时刻周期时长所形成的序列为时变论域,由各相位的排队长度确定对应的通行序列与时长,得到时变论域下红绿灯配时方案.该方案形成一个由实时车流数据驱动的动态模糊规则库来对红绿灯配时周期及相位通行序列与时长进行动态调整,进而形成红绿灯配时演化过程的语言动力学轨迹,最后通过实例验证该方案的有效性.     

自主平行泊车系统的二型模糊控制器设计

针对颠簸路面上自主平行泊车系统中存在的系统不确定性问题,提出了一种基于二型T-S模糊模型的控制系统设计方案,设计过程采用了并行分布式补偿法,并利用李雅普诺夫方法分析了系统的稳定性.该方案应用二型模糊系统在处理多重不确定性问题方面的优势,同时解决了由系统的非线性特征以及路面颠簸状况引起的系统不确定性,即在对系统进行分段线性化以建立模糊规则的同时利用二型模糊隶属函数对由路面颠簸状况引起的系统参数的不确定性进行描绘,并在模糊降型以及解模糊的过程中进行模糊融合以达到使系统输出精确化的目的.实例仿真表明,二型T-S模糊控制系统可以同时掌控由系统的非线性特征以及路面颠簸状况引起的不确定性,仿真结果验证了该控制器的稳定性和有效性.     

机械手的模糊逆模型鲁棒控制

提出一种基于模糊聚类和滑动模控制的模糊逆模型控制方法,并将其应用于动力学 方程未知的机械手轨迹控制.首先,采用C均值聚类算法构造两关节机械手的高木-关野 (T-S)模糊模型,并由此构造模糊系统的逆模型.然后,在提出的模糊逆模型控制结构中, 离散时间滑动模控制和时延控制(TDC)用于补偿模糊建模误差和外扰动,保证系统的全局 稳定性并改进其动态和稳态性能.系统的稳定性和轨迹误差的收敛性可以通过稳定性定理来 证明.最后,以两关节机械手的轨迹跟随控制为例,揭示了该设计方法的控制性能.     

一种基于模糊控制理论的独轮机器人控制算法

以一种由一个车轮驱动并控制前向平衡、由电机驱动惯性轮形成反力矩控制侧向平衡的独轮机器人系统为被控对象,建立系统动力学模型,并将其在平衡点线性化,得到系统在前向和侧向两个正交方向解耦的近似线性模型.然后针对每一个控制方向上的子系统,分别设计基于融合函数的模糊控制器.该方法可以减少模糊规则,防止规则爆炸.仿真实验表明,所设计的模糊控制器可有效地实现独轮机器人的运动平衡控制.     

Ⅱ型模糊控制综述

Ⅱ型模糊集合是传统Ⅰ型模糊集合的扩展,其特征是隶属度值本身为模糊集合.基于Ⅱ型模糊集合的Ⅱ型模糊控制器可以同时有效地处理语言和数据不确定性,在高小确定场合具有明显超过相应Ⅰ型控制器的性能表现.本文首先对Ⅱ型模糊集合及系统理论进行了概述,然后对Ⅱ型非自适应模糊控制器Ⅱ型自适应模糊控制器和Ⅱ型自组织模糊控制器的研究进展分别...     

基于改进PSO与规则约简的模糊系统优化算法

模糊系统是一种具有强可解释性和高鲁棒性的智能方法,但目前仍存在精度不高、产生的模糊规则太多等缺陷.针对目前存在的问题,论文通过改进粒子群优化算法优化模糊系统高斯型隶属度函数的参数,以及计算规则支持度约简模糊规则,提出了CPSFS和SPSFS两种模糊系统优化算法.在两个不同领域的经典数据集上的研究结果表明:1)CPSFS算法在训练集和测试集上的预测精度明显优于传统的BP神经网络、RBF神经网络、线性回归等算法;2)CPSFS算法与SPSFS算法减少了大量模糊规则,保证了模型的可解释性;3)CPSFS算法在约简模糊规则后预测精度依然表现最优,符合新时代下回归问题对于AI技术的要求.     

一种数据驱动的Ⅱ型T-S模糊建模方法

现场采集的数据不可避免地包含一些诸如噪声干扰之类的不确定性,由数据驱动建立的模型需要具备较强的处理不确定因素影响的能力．在以往文献的Ⅰ型T—S模糊建模方法的基础上,提出了一种基于数据驱动的Ⅱ型T—S模糊建模方法．其过程是通过分析采集的数据样本计算得到不确定因素的影响程度,在Ⅰ型T—S模糊模型的基础上,前件参数上采用Ⅱ型的模糊集来代替Ⅰ型的模糊集,后件参数上则采用Ⅰ型模糊集来代替数值,由此拓展得到Ⅱ型T—S模糊模型．最后通过pH中和反应过程对所提出的方法进行仿真验证．仿真结果表明,该方法建立的模型能更好地处理不确定因素的影响,取得更高的准确度．     

一种基于模糊PID的AFS电机控制方法

本文在基于汽车驾驶模拟器的自适应前照灯系统(Adaptive Front-Lighting System,AFS)半实物硬件仿真平台上,根据AFS动力学模型的特性,提出一种基于模糊PID控制的AFS步进电机控制方法。该方法以AFS动力学模型输出为输入,利用实验获得的经验人为创建语言控制规则,并依据其进行模糊推理,构成模糊规则表,计算模糊关系最终获得模糊输出判决。在实验中运用MATLAB工具将模糊PID算法和常规PID算法进行对比,并在AFS半实物仿真平台上进行性能分析。实验结果表明,模糊PID算法明显优于常规PID算法,且更适合AFS系统中步进电机的控制需求。     

限幅型非光滑吸振器模型的稳定性与周期运动研究

本文研究具有分段光滑特性的限幅型吸振器模型的稳定性与周期运动. 建立一类限幅型非光滑吸振器的动力学模型,探讨模型容许平衡点的存在性,通过Liénard-Chipart稳定性准则,分析容许平衡点的稳定性. 通过参数变换,将限幅型吸振器模型转化为具有两个切换流形的四维分段光滑系统. 通过计算系统首次积分,获得四维含参分段光滑动力系统在其未扰系统存在一族周期轨条件下的Melnikov函数. 探讨不同参数条件下系统周期轨的存在性及个数,并利用数值模拟方法给出其相图构型,验证理论结果的正确性. 研究结果表明不同的间隙参数影响系统周期轨个数及相对位置.     

非仿射非线性系统的自主构架模糊控制器

针对SISO非仿射非线性系统,提出一种新型自主构架模糊控制器.此控制器由鲁棒控制器与自主构架模糊系统构成.模糊系统初始只含有一条规则,根据系统误差和ε完备性2条准则自主增加规则及隶属函数,从而完善模糊系统结构,逼近非线性系统不确定量.模糊系统利用"伪模糊输出"法对新增规则后件初始化,考虑到实际计算能力,采用替换隶属函数机制限制规则数目.通过理论推导证明了系统的稳定性,理论和半实物仿真实验验证了所提出方法的有效性.     

基于目标函数的模糊模型一体化建模

基于模糊集合的模糊模型, 利用模糊推理规则描述复杂、病态、非线性系统是一种有效方法. 本文提出了利用目标函数确定非线性系统的结构和参数的方法. 首先, 通过Gustafson-Kessel(GK)模糊聚类确定模型结构. 然后, 通过目标函数与参数估计一起进行递推计算, 进而实现对模糊模型结构简化, 删除冗余规则. 结构确定过程中采用了UD矩阵分解方法, 大大降低了计算量. 仿真结果证明了提出方法的有效性.     

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.     

混合动力履带车辆能量分配控制策略研究

在履带车辆能量控制策略的研究中,相比于传统的履带车辆单一的动力源,混合动力履带车辆是多能源动力系统,能量分配控制策略制约着动力系统的运行效率.为了优化能量分配控制以及改善整车的燃油经济性,提出了在发动机多点转速下,采用模糊控制理论的动力系统功率分配控制策略;建立了面向控制的整车动态仿真模型,包括驾驶员模型,动力电池组模型,发动机模型,电机模型以及整车动力学模型.根据建立的车辆动态模型,采用模糊分配控制策略,在不同的SOC初值、不同的循环工况以及不同的控制策略下仿真,结果表明,利用模糊规则的能量分配控制策略燃油经济性较好,并且能保持动力电池组SOC平衡在在一定范围内.