變論域自適應(yīng)模糊控制的幾種新方法.pdf

1、變論域自適應(yīng)模糊控制是一種論域動態(tài)調(diào)整的自適應(yīng)模糊控制。相比自適應(yīng)模糊控制，它有著許多優(yōu)越的性能，如響應(yīng)速度快、穩(wěn)態(tài)精度高等等。本文以變論域自適應(yīng)模糊控制為研究背景，針對控制器設(shè)計中存在的不足進行了研究，如伸縮因子參數(shù)設(shè)計、初始控制規(guī)則的依賴性、對不確定的界存在約束、狀態(tài)要求完全可測等，提出了幾種新的變論域自適應(yīng)模糊控制器。本文的主要工作歸納如下:
　　1.通過分析伸縮因子參數(shù)對控制系統(tǒng)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能的影響，給出了這些參數(shù)的設(shè)計

2、原則。首先，分析了控制量和伸縮函數(shù)斜率與系統(tǒng)控制性能的關(guān)系。在暫態(tài)階段，控制量關(guān)于參數(shù)的導(dǎo)數(shù)越大，系統(tǒng)響應(yīng)就越快;在穩(wěn)態(tài)階段，伸縮函數(shù)斜率越大，說明系統(tǒng)對輸入變量的變化越靈敏。然后，通過研究控制量對參數(shù)的導(dǎo)數(shù)和伸縮函數(shù)在平衡點附近的斜率分析了伸縮因子中各參數(shù)對暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)控制性能的影響，得出了各參數(shù)的設(shè)計原則。
　　2.借助于Lyapunov綜合分析方法，提出了三種變論域自適應(yīng)模糊控制方案。首先，使用符號函數(shù)替代輸入變量的伸縮運算，

3、提出一種符號型自適應(yīng)模糊控制。該方案不僅可以保證控制器設(shè)計的實時性和閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且還避免了伸縮因子的設(shè)計。其次，將后件參向量和積分調(diào)節(jié)因子融合組成新的參向量，提出一種基于參向量在線調(diào)整的變論域自適應(yīng)模糊控制。該方案降低了對初始控制規(guī)則的依賴性。最后一種是魯棒變論域自適應(yīng)模糊控制。借助于自適應(yīng)邊界技術(shù)和σ-修正技術(shù)，該方案不但減弱了對非線性函數(shù)的界和模糊逼近誤差的約束，而且還能保證閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　3.針對一類含有模型

4、不確定和外部干擾的多輸入多輸出仿射非線性系統(tǒng)，提出兩種直接自適應(yīng)模糊滑?？刂品桨浮７桨敢煌瑫r使用兩個模糊系統(tǒng)去估計等效控制律和切換控制律;方案二使用一個模糊系統(tǒng)估計等效控制律，一個變論域模糊系統(tǒng)逼近切換控制律。使用模糊切換項或變論域模糊切換項的目的是為了消除控制信號的抖振現(xiàn)象、加快系統(tǒng)響應(yīng);補償控制項是用來補償模糊逼近誤差及外來干擾對系統(tǒng)的影響?；贚yapnuov穩(wěn)定性理論，兩種控制方案都能保證閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并能實現(xiàn)良好的跟蹤性能

5、。在存在系統(tǒng)不確定和外來干擾情形下，提出的兩種控制方案都能有效地計算等效控制量和避免控制信號的抖振現(xiàn)象。仿真實驗也證實了提出方案的可行性。
　　4.針對一類狀態(tài)不完全可測的單輸入單輸出非線性系統(tǒng)，提出了一種基于觀測器的變論域自適應(yīng)模糊控制方案。首先建立了修正的理想控制律。然后利用變論域模糊系統(tǒng)去估計這個修正的理想控制律。最后，加入魯棒控制項和跟蹤誤差估計反饋控制項分別去抑制集中不確定的影響和減小觀測誤差。基于SPR-Lyapuno