区间Type-2T-S模糊控制方法与稳定性分析

摘要

Type-2模糊系统具有更多的参数和设计自由度,能获得更强的抗干扰和处理不确定问题的能力。而T-S模型的后件为输入线性表达式,在逼近性能上要优于Mamdani模糊模型,且便于系统的设计和稳定性分析。目前,文献就Type-2模糊系统与T-S模糊系统的结合研究很少,研究空间很大,前景广阔。本文将融合区间Type-2模糊系统和T-S模糊系统的优点,主要研究了区间Type-2 T-S模糊控制方法与稳定性分析。
　　 在Type-1 T-S模糊系统的基础上,首先提出了区间Type-2 T-S模糊系统稳定性设计方法。该系统利用Krasovskii法进行稳定性分析,验证其渐近稳定满足的条件,给出了Jacobian矩阵的计算方法。通过仿真,验证了Type-2 T-S模糊系统较Type-1 T-S模糊系统具有更强的抗干扰和处理不确定性的能力。
　　 其次,提出了区间Type-2 T-S间接自适应模糊控制的设计方法。该系统采用监督控制器和参数投影法来保证系统中所有变量的一致有界性,保证了生成的闭环非线性系统具有全局稳定性,给出了区间Type-2 T-S间接自适应模糊控制系统的收敛性分析。
　　 最后,提出了区间Type-2 T-S间接自适应模糊控制器与观测器的设计方法。该系统利用反馈控制律及自适应律对被控对象参数进行在线调节,保证观测误差一致有界。利用Lyapunov合成方法和Lipschitz条件,研究闭环系统的全局稳定性。通过仿真,验证了Type-2模糊观测器及其控制器在扰动等不确定情况下,无论在状态观测效果还是控制效果上都具有优势。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 Type-2模糊系统的研究现状

1.1.1 Type-2模糊理论的提出

1.1.2 Type-2模糊系统的应用

1.2 T-S模糊控制系统的研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第二章 Type-2模糊系统基本理论

2.1. 引言

2.2 Type-2模糊集合及其基本运算

2.2.1 Type-2模糊集合的基本概念

2.2.2 Type-2模糊集合的基本运算

2.3 Yype-2模糊系统的组成

2.3.1 模糊器

2.3.2 规则库

2.3.3 模糊推理机

2.3.4 降型器

2.3.5 解模糊器

2.4 本章小结

第三章 区间Type-2 T-S模糊系统稳定性分析

3.1 引言

3.2 区间Type-2 T-S模糊系统的设计

3.2.1 区间Type-2 T-S模糊系统规则

3.2.2 区间Type-2 T-S模糊系统推理

3.3 克拉索夫斯基(Krasovskii)稳定性分析

3.3.1 闭环区间Type-2 T-S的Jacobian计算

3.4 仿真研究

3.5 本章小结

第四章 区间Type-2 T-S间接自适应模糊控制

4.1 引言

4.2 区间Type-2 T-S模糊系统

4.2.1 区间Type-2 T-S模糊系统规则

4.2.2 区间Type-2 T-S模糊系统推理

4.3 区间Type-2 T-S间接自适应模糊控制器的设计

4.4 区间Type-2 T-S自适应律的设计

4.4.1 定义最优参数

4.4.2 定义最小逼近误差

4.4.3 参数的约束条件

4.5 系统稳定性和收敛性分析

4.5.1 稳定性分析

4.5.2 收敛性分析

4.6 仿真研究

4.7 本章小结

第五章 区间Type-2 T-S间接自适应模糊观测器与控制器设计

5.1 引言

5.2 区间Type-2 T-S模型及问题提出

5.2.1 区间Type-2 T-S模型

5.2.2 问题提出

5.3 区间Type-2 T-S间接自适应观测器

5.4 区间Type-2 T-S间接自适应律与稳定性分析

5.5 区间Type-2 T-S输出反馈控制器

5.6 仿真研究

5.7 本章小结

第六章 结束语

参考文献

附录

致谢

研究生期间发表的论文