模糊控制器的结构分析及其插值机理研究

摘要

模糊控制器的解析结构对模糊控制系统的设计有着十分重要的指导作用,模糊控制系统中有关论域变换、模糊推理等基本环节的设计,对控制效果有着十分明显的影响.针对模糊控制系统中存在控制死区的问题(尤其是采用梯形隶属函数),该文针对典型的二维模糊控制器,分别采用Sum-Min、Max-Min、Max-Product推理方法对其解析结构作了分析和比较,研究了采用不同隶属函数时的结构特点,揭示了其和PID控制器的内在联系,为模糊控制系统的设计提供了一定的理论依据.对Mamdani系统,分析了隶属函数分别采用梯形和高斯型时一维模糊系统与函数插值的等价性和逼近误差.数字仿真结果表明,引入插值算法的模糊控制器可以消除量化死区和稳态时的小幅震颤,和常规PID控制器相比,对系统参数和结构的变化有更好的适应性.

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第1章绪论

1.1模糊控制理论的产生、发展及应用概况

1.2目前模糊控制研究的主要方向

1.3选题背景介绍

1.4模糊控制器的结构分析

1.5模糊控制器的插值机理研究

1.6论文的主要工作

第2章模糊控制器的分类及其设计参数

2.1模糊控制系统的基本思想

2.2模糊控制器的分类

2.3模糊控制基本原理

2.4典型模糊控制器的设计参数

2.4.1输入输出变量的隶属函数

2.4.2模糊控制规则的形式

2.4.3模糊推理方法

2.4.4清晰化算法

第3章模糊控制器的结构分析

3.1采用梯形隶属函数的模糊控制器的结构分析

3.1.1数学准备

3.1.2模糊控制器的结构

3.1.3模糊控制器的输出曲面

3.1.4模糊控制器的解析式分析

3.2采用高斯型隶属函数的模糊控制器的结构分析

3.2.1模糊控制器的参数

3.2.2模糊控制器的结构

3.2.3模糊控制器的输出曲面

3.2.4模糊控制器的解析式分析

3.3本章小结

第4章模糊系统的插值特性

4.1分段低次函数插值与逼近的一般问题

4.2模糊插值理论

4.2.1 Fuzzy控制器的本质

4.2.2现有模糊控制算法的插值机理

4.3 Mamdani型模糊控制器的插值特性

4.3.1采用梯形隶属函数的模糊系统的插值特性及误差估计

4.3.2采用高斯型隶属函数的模糊系统的插值特性及误差估计

4.4逼近特性仿真

4.5数字仿真

4.6本章小结

第5章总结

5.1工作总结

5.2论文的不足之处和今后的发展方向

参考文献

致谢