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(dòng)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(duì)控制器設(shè)計(jì)中存在的不足進(jìn)行了研究，如伸縮因子參數(shù)設(shè)計(jì)、初始控制規(guī)則的依賴(lài)性、對(duì)不確定的界存在約束、狀態(tài)要求完全可測(cè)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(guò)分析伸縮因子參數(shù)對(duì)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(jì)

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(shuō)明系統(tǒng)對(duì)輸入變量的變化越靈敏。然后，通過(guò)研究控制量對(duì)參數(shù)的導(dǎo)數(shù)和伸縮函數(shù)在平衡點(diǎn)附近的斜率分析了伸縮因子中各參數(shù)對(duì)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(jì)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(hào)函數(shù)替代輸入變量的伸縮運(yùn)算，

3、提出一種符號(hào)型自適應(yīng)模糊控制。該方案不僅可以保證控制器設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)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(jì)。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(duì)初始控制規(guī)則的依賴(lài)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(duì)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(duì)一類(lèi)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?。方案一同時(shí)使用兩個(gè)模糊系統(tǒng)去估計(jì)等效控制律和切換控制律;方案二使用一個(gè)模糊系統(tǒng)估計(jì)等效控制律，一個(gè)變論域模糊系統(tǒng)逼近切換控制律。使用模糊切換項(xiàng)或變論域模糊切換項(xiàng)的目的是為了消除控制信號(hào)的抖振現(xiàn)象、加快系統(tǒng)響應(yīng);補(bǔ)償控制項(xiàng)是用來(lái)補(bǔ)償模糊逼近誤差及外來(lái)干擾對(duì)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(shí)現(xiàn)良好的跟蹤性能

5、。在存在系統(tǒng)不確定和外來(lái)干擾情形下，提出的兩種控制方案都能有效地計(jì)算等效控制量和避免控制信號(hào)的抖振現(xiàn)象。仿真實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了提出方案的可行性。
　　4.針對(duì)一類(lèi)狀態(tài)不完全可測(cè)的單輸入單輸出非線性系統(tǒng)，提出了一種基于觀測(cè)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(jì)這個(gè)修正的理想控制律。最后，加入魯棒控制項(xiàng)和跟蹤誤差估計(jì)反饋控制項(xiàng)分別去抑制集中不確定的影響和減小觀測(cè)誤差。基于SPR-Lyapuno