新型自主构架模糊控制器设计:应对非仿射非线性系统
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更新于2024-08-30
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"非仿射非线性系统的自主构架模糊控制器"
本文主要探讨了一种应用于SISO(单输入单输出)非仿射非线性系统的新型自主构架模糊控制器设计方法。该控制器由鲁棒控制器和自主构架模糊系统两部分组成,旨在解决非线性系统中的不确定性问题。
首先,非仿射非线性系统是指那些无法通过简单的仿射变换表示的系统,这类系统的控制通常具有挑战性,因为它们的行为难以用线性模型精确描述。在这样的系统中,传统的控制策略可能无法有效工作,因此需要开发更复杂的控制方案。
其次,提出的自主构架模糊控制器采用了自适应的模糊逻辑系统。初始时,模糊系统仅包含一条规则,随后基于系统误差和ε完备性准则逐步增加规则和隶属函数。ε完备性是模糊逻辑系统中的一种概念,用于衡量系统对所有可能输入的覆盖程度。通过这种方式,模糊系统能够根据需要动态调整其结构,逐步逼近非线性系统中的不确定性和非线性特性。
模糊系统的规则增加是基于系统误差的反馈,当误差达到一定阈值时,系统会自动添加新的规则以改进控制性能。同时,为了限制规则的数量以适应实际计算能力,引入了替换隶属函数机制。这种方法允许在不显著牺牲控制性能的情况下,保持系统的可管理性。
此外,模糊系统利用“伪模糊输出”法初始化新增规则的后件,这是一种处理模糊逻辑系统输出的方法,可以有效地将模糊输出转换为实数输出,以便与控制系统其他部分进行交互。
通过理论分析,作者证明了采用这种控制器的系统具有稳定性,这意味着在给定的条件下,系统状态将收敛到期望的稳定状态。理论分析的严谨性是保证控制策略有效性的关键。
最后,通过理论仿真和半实物仿真实验,验证了所提方法在实际应用中的有效性。半实物仿真通常涉及在实际硬件环境中的测试,以评估控制策略在真实世界的性能,这是理论验证的重要补充。
总结来说,这篇论文介绍了一种创新的模糊控制方法,它能适应非仿射非线性系统的复杂性,并通过动态调整自身结构来逼近不确定性。这种控制器不仅理论上可行,而且在实验中也表现出良好的性能,为非线性系统控制提供了一个有前景的解决方案。
2021-05-19 上传
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