模糊系统与数学.pdf
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1、 第 1 8 卷 2 0 0 4 年9 月 模 糊 系 统 与 数 学 F u z z y S y s t e m s a n d Ma t h e m a t i c s Vo l . 1 8 . S e p . , 2 0 0 4 文章编号; 1 0 0 1 - 7 4 0 2 ( 2 0 0 4 ) Z J - 0 3 2 8 - 0 4 基于规则修改的F u z z y 控制自调整函数设计讨论 纪金水 ( 西北民族大学数学系, 甘肃 兰州7 3 0 0 3 0 ) 摘要: 在综述了文献 1 . 2 . 4 中 对多因 子调整方法的基础上, 介绍了 在模糊控制领域, 基于规 则修改的自
2、适应F u z z y 控制器自 调整函数的设计方法和思想. 关键词: F u z z y 控制; 调整因子; 自 调整函数 中图分类号: 01 5 9文献标识码: A 1 引言 自1 9 6 5 年L . A . Z a d e h 提出模糊集理论以 来, 模糊理论在识别、 决策、 控制、 复分析E 6 1 等各方面 得到飞速发展, 而F u z z y 控制是近代控制理论中一种基于语言规则与模糊推理的一种控制策略和 新技术, 是智能控制的一个分支. 由于F u z z y 控制对系统控制具有鲁棒性强和对非线性系统的适 应性, 不需要建立被控制对象的数据模型, F u z z y 控制技术已
3、在各种实际控制中, 得到广泛的应用 和进一步的发展. 基于规则修改的自 适应 F u z z y 控制器, 由于它的控制规则可以随它所控制的过 程的运行和环境的变化而自 动地修改, 使得这一类F u z z y 控制器的适应性较一般F u z z y 控制器更 强, 智能化程更好. 本文主要介绍了利用自调整函数来实现规则修改的自适应 F u z z y 控制的自调 整函数的设计思想、 方法. 2 常规带调整因子a的控制规则 由于二维模糊控制器相对三维模糊控制器实现起来简单, 控制效果又比 一维好, 在实际应用 中被广泛采用, 这种控制器以误差E和误差的变化E C为输人变量, 以控制量的变化u为
4、输出量. 它的语言控制规则可简化描述为: i # E i s A ; a n d E C i s B ; t h e n u i s C 在二维控制中, 通过引人调整因子a , 可构成带修正因子a 的F u z z y 控制器. 采用解析表达式 描述的控制规则如下 u 二一 a E +( 1 - a ) E C a E ( 0 , 1 ) a 称为调整因子, 又称为加权因子. 经分析仿真, a 取较大值时, 可快速消除误差, 但会造成系统 收稿日 期: 2 0 0 4 - 0 5 - 2 9 . 作者简介: 纪金水( 1 9 6 5 - ) , 男, 河北人, 西北民族大学数学系讲师, 研究方
5、向: 模糊控制理论与技术. 纪金水: 基于规则修改的F u z z y 控制自 调整函数设计讨论 3 2 9 超调严重, 系统稳定性差. a 取较小值时, 系统超调小, 稳定性好, 但响应时间长. 若既要保证系统响应时间短, 又要使超调小, 以达到较好的控制效果, 在实际控制中, 采取将 误差划分为不同的误差等级, 根据不同的误差等级, 引人不同的多个a 调整因子C 1 7 , C 4 7 . C s 7 , 实现对 F u z z y 控制规则的自 调整, 以提高控制质量. 采取当控制对象误差E较大时, 实现粗调, 选取对误差 E的加权值a 大于误差变化E C的加权值, 以尽快消除误差 ,
6、而当被控制的对象误差E较小时, 对 误差变化E C的加权值要大于对误差E的加权值, 进行精细调控, 以减小超调, 使系统尽快趋于稳 定. 在误差E 、 误差变化E C 及控制量u 的论域不变的情况下, 带多个调整因子的控制规则可表示为 ao g al, 一 a o E +( 1 - a o ) E C ,E =0 一 a l E +( 1 - a l ) E C ,E =士1 一 a E +( 1 - a) E 司, E =士 n ) a n 任( 0 , 1 ) 且 a o E 压 E +( 1 一 a ) E C ,E m 2 E - 2 控制策略的基本思想为: 当误差。 较大时, a 取
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