稳定变论域模糊控制系统设计方法研究

摘要

由于专家知识的局限性，常规模糊控制具有控制精度低的特点。变论域模糊控制器，通过合适的论域伸缩因子，使得论域随误差变化，达到等效的增减规则效果。变论域模糊控制相对常规模糊控制，具有较高的控制精度。同时，变论域模糊控制也是一种稳定的自适应控制。相对其他典型的自适应模糊控制，变论域模糊控制具有结构简单的特点。近几年变论域模糊控制已经成为我国控制领域的一个热点。
　　 本文针对稳定变论域模糊控制，在脏督补偿控制项、自组织变论域模糊逻辑系统结构、基于观测器设计的变论域模糊控制，三个方面进行了理论研究。
　　 首先，基于一类变论域模糊控制的补偿控制项和监督控制项，提出一种监督补偿控制项。所提出的监督补偿控制项避免了原补偿控制项和原监督控制项的切换函数幅度过大的问题和需要知道未知界函数问题。
　　 其次，本文改进了一种自组织结构算法，并把所提算法应用到变论域模糊控制中。所提出自组织结构算法可以直接操作前后件模糊论域，能够进一步提高变论域模糊控制器的逼近能力。同时，本文分析了自组织结构算法对闭环系统稳定性的影响。
　　 最后，针对一类基于输出反馈的变论域模糊控制，给出一种监督控制项设计，并提出一种基于观测器输出误差的控制器和一种基于近似观测误差向量的控制器。
　　 仿真表明所提出算法和控制方案是有效的。