TORA系统周期性轨迹模糊控制设计：仿真与实验验证

本文档《TORA系统周期性动态轨迹的模糊控制设计》发表于2019年6月的《控制工程》杂志，由中国东南大学电气工程学院的郑功倍、高丙团、刘传德和谢吉华为作者。该研究主要关注的是欠驱动系统TORA（Translational Oscillator with Rotating Actuator），这是一种特殊的系统，其传统的控制目标是确保平衡点的稳定性。 论文的核心内容围绕着如何突破传统，针对TORA系统周期性的振荡轨迹设计一种新型的控制策略。首先，作者通过深入的动力学分析，考虑了振荡平台的固有频率，设计了一个既能让振荡平台周期性运动又让小球保持匀速转动的周期性动态轨迹，这种设计有助于提升系统的性能和效率。 为了实现这一目标，作者从系统状态变量的角度出发，选择能量误差作为模糊控制系统的关键输入量，这样做可以有效地降低模糊控制器的复杂度。模糊控制是一种非精确但适应性强的控制方法，它通过模糊逻辑来处理不确定性，使得控制器能够灵活应对复杂的环境变化。 在模糊控制规则的设计上，作者采用了单边论域隶属度函数，这是一种常见的模糊集合理论工具，有助于生成清晰、易于理解和实施的控制规则。此外，论文还提及了重心法作为解模糊化的手段，这种方法能够将模糊规则集转化为明确的控制指令，提高实际操作的可执行性。 最后，作者通过详尽的仿真和实验验证了他们提出的模糊控制设计方案的有效性。实验结果显示，新设计的模糊控制策略能够在保持系统稳定的同时，成功引导TORA系统沿着预设的周期性动态轨迹运行，这为欠驱动系统在实际应用中的性能优化提供了新的可能。 这篇文章深入探讨了欠驱动TORA系统中周期性动态轨迹的模糊控制问题，并通过理论分析和实验验证，提出了一种实用且有效的模糊控制策略，对于推动此类系统在自动化控制领域的研究具有重要意义。中图分类号 TP273，表明该研究属于控制理论和技术类别，文献标识码 A，表明其学术水平较高，值得进一步研究和参考。