采用非线性规则和不均匀分布的输入输出隶属函数时典型模糊控制器的结构分析

针对两输入 (e,Δe)一输出 (Δu)的典型模糊控制器, 其输入变量采用三角形、全交迭、对称、不均匀分布的隶属函数, 输出变量采用对称、不均匀分布的单点隶属函数, 当采用非线性控制规则和Sum Product推理方法时, 推导了输出的解析表达式, 分析了其结构特性和极限特性, 证明了此类模糊控制器具有通用逼近性, 并讨论了典型模糊控制系统的局部稳定性.     

一种控制机械手的自调节模糊逻辑控制器

介绍了一种机械手的模糊逻辑控制的新方法.它能根据系统的前期响应自动修改 误差变化率的隶属函数来获得理想的控制特性.在研究隶属函数对控制特性影响的基础上, 首先确定一族参数化的隶属函数.然后,用Nelder-Mead单纯形算法优化模糊逻辑控制器. 最后,用该模糊控制器控制一个具有非线性动力学特征的两自由度机械手,验证了所提方案 的有效性和鲁棒性.     

非仿射非线性系统的自主构架模糊控制器

针对SISO非仿射非线性系统,提出一种新型自主构架模糊控制器.此控制器由鲁棒控制器与自主构架模糊系统构成.模糊系统初始只含有一条规则,根据系统误差和ε完备性2条准则自主增加规则及隶属函数,从而完善模糊系统结构,逼近非线性系统不确定量.模糊系统利用"伪模糊输出"法对新增规则后件初始化,考虑到实际计算能力,采用替换隶属函数机制限制规则数目.通过理论推导证明了系统的稳定性,理论和半实物仿真实验验证了所提出方法的有效性.     

一种新型滑模控制器设计及仿真

对于一类非线性不确定系统,常规滑模控制器存在"抖振"现象和抗外部扰动作用不理想等问题.本文运用自适应模糊系统逼近滑模控制器参数,并引入一个自适应模糊参数连续逼近常规滑模控制器的开关函数,最后给出一种新型自适应模糊滑模控制器,该方法克服函数和边界层法的不足.仿真实验结果表明该方法增强非线性系统的抗干扰能力和鲁棒性,并大大地削弱系统的"抖振"现象.     

输入采用广义梯形隶属函数的两维最简模糊控制器结构分析

总结了应用最为广泛的三角形和梯形隶属函数的共同特点, 明确定义了一种将以上两种隶属函数作为特例的广义梯形 (Generalized trapezoid-shaped, GTS) 隶属函数, 推导了输入变量采用 GTS 隶属函数的 I 类和 II 类两维最简模糊控制器的解析式. 基于此, 深入研究了模糊控制器的解析结构, 并证明了这两类模糊控制器等价于一种变结构的非线性 (或线性) PI 控制器与相应的非线性 (或定常) 控制偏置之和, 并且在其输入论域上是单调递增、连续且有界的. 最后, 将该类控制器应用于倒立摆控制系统, 通过仿真证明了其有效性, 同时揭示了此类控制器是一种更一般化的模糊控制器.     

采用三角型隶属度函数的模糊系统的插值特性

研究了采用三角型隶属度函数的模糊系统的插值特性.针对常见的Mamdani和TSK 两类模糊系统,研究了模糊系统与分段插值函数在函数逼近上的等价性.在此基础上,分别给出 了两类模糊系统在插值方面的逼近误差估计.这一结果为模糊系统的结构分析提供了新的研究 方法和理论依据.     

具有广义线性隶属函数的典型模糊系统的通用逼近性*

设计了一种将三角形和梯形隶属函数作为特例的广义线性隶属函数,推导了输入采用广义线性隶属函数的典型Mamdani模糊系统的解析结构,证明了典型模糊系统是单调、递减的有界连续函数;在此基础上证明了该类模糊系统能以任意精度逼近任意连续实函数,最后仿真实例证明了本设计的有效性。     

一种广义线性隶属函数的设计及应用

研究模糊控制器问题,针对广泛应用的三角形和梯形隶属函数存在的问题,为提高控制器的控制性能,设计并研究了一种将三角形和梯形隶属函数作为特例的广义线性隶属函数,并将它作为输入隶属函数,应用于两输入一输出的典型模糊控制器.基于模糊控制器的解析结构,在不增加模糊规则的情况下,增加模糊子空间的划分,使用合适的隶属函数提高模糊控制器的控制性能;同时,证明了输入为广义线性隶属函数的模糊控制系统的解析结构是全局多值继电器和局部PI控制器之和.最后,仿真结果证明了设计的有效性,并为线性隶属函数的模糊控制器起到了优化性能的作用.     

预估模糊免疫PID在房间温度控制中的应用

针对空调房间温度对象的大滞后、大惯性、多干扰的特性,设计了具有史密斯(Smith)预估功能的模糊免疫PID控制器.该控制器采用Smith预估和免疫PID控制相结合的结构,借鉴免疫算法的生物免疫反馈机理进行PID参数的在线自适应调整;用模糊控制器来逼近免疫PID的非线性函数,并用遗传算法优化它的隶属度函数.对该控制方案进行系统仿真结果表明:该方法抗扰能力强、调节速度快、超调量小,可用于精确的控制房间温度.     

前提不匹配的模糊时滞系统镇定条件的改进

本文研究了前提不匹配的Tagaki-Sugeno(T–S)模糊时滞系统的镇定问题.与一般的T–S模糊时滞系统相比,该系统中模糊模型与模糊控制器拥有不同的模糊规则数与不同的隶属度函数.基于Lyapunov稳定性理论,通过引进新型积分不等式,给出了包含隶属度函数信息的镇定条件.本文提出的新方法充分考虑了隶属度函数的信息,同时得到了Lyapunov函数导数的最小下界,因此新的镇定条件比以往结果具有更小的保守性.另一方面给出前提不匹配的控制器设计方法,由于模糊控制器的隶属度函数可以任意选取,因此提高了控制器设计的灵活性.最后仿真实例证明了本文方法的有效性及优越性.     

利用模糊逻辑系统实现函数逼近的仿真研究

针对不确定性非线性系统，基于Wang L X提出的模糊辨识器的设计原理,给出了基于模糊逻辑系统实现函数逼近的方法，该方法通过采用中心平均模糊消除器和隶属函数，实时地调整参数来实现未知函数、尤其是非线性函数的逼近。通过适宜选择初始参数可使模糊逻辑系统在任意精度上逼近真实系统。该文给出了实现函数逼近的具体算法、步骤和程序流程，并利用MATLAB语言编写了实现函数逼近的通用程序，在工程中可利用此通用程序实现对未知作用函数的近似估算，具有一定的工程实际使用价值。实例仿真取得了良好的效果。     

一种新型区间二型模糊神经网络隶属函数的设计

对于区间二型模糊神经网络（IT2FNN）,论文给出了一种新型的模糊隶属函数（FMF）设计方法.通过所设计的模糊隶属函数,可以衍生出三种区间二型模糊隶属函数（IT2FMF）.每种区间二型模糊隶属函数都具有不同的不确定域.论文将三种衍生模糊隶属函数应用于简化区间二型模糊神经网络辨识两个非线性系统.通过仿真,将衍生区间二型模糊隶属函数的辨识性能与高斯和椭圆型模糊隶属函数进行了对比.仿真结果表明,通过调节简化区间二型模糊神经网络的参数,本文所设计的区间二型模糊隶属函数比高斯和椭圆型模糊隶属函数具有更好的辨识性能.     

一种新型模糊神经网络函数逼近器

论文提出了一种新型模糊小脑模型神经网络(NFCMAC),它采用模糊隶属度函数作为接收域函数,能够获得较常规CMAC连续性强且有解析微分的复杂函数近似,具有计算量少,学习效率高等优点。同时研究了NFCMAC接受域函数的映射方法、隶属度函数及其参数的选取规律和学习算法。仿真结果表明NFCMAC具有良好的泛化能力和逼近精度,具有较高的收敛速度。     

一类非线性T-S模糊系统的通用逼近性

作为模糊系统理论研究和实际应用的基础，对线性T-S模糊系统通用逼近性的研究已经取得了很大的进展，但对非线性T-S模糊系统的研究却很少。本文将对一类非线性T-S模糊系统的非线性逼近能力进行研究，证明这种模糊系统在输入模糊子集为高斯型隶属函数的情况下，具有通用逼近性。     

基于遗传算法的石膏纤维板厚度模糊控制器的优化及其仿真

模糊控制中隶属度函数的正确选择是模糊控制器设计的关键,它决定了模糊控制系统的动态、静态性能和控制效果.本文针对传统的获取隶属度函数方法的不足,采用遗传算法对其进行优化,从而使经过优化所获得的隶属度函数更加合理,并将其应用在石膏纤维板厚度控制中.最后经过仿真比较研究,结果表明优化后的模糊控制器的控制品质具有较大的改善和提高.     

两维最简模糊控制器结构分析

结合三角形和梯形隶属函数的共性,明确定义了一种将以上两种隶属函数作为特例的广义梯形(GTS)隶属函数．推导了输入变量采用广义梯形隶属函数的Ⅰ类和Ⅱ类两维最简Mamdani模糊控制器的解析表达式．深入研究了该模糊控制器的解析结构,并证明了这两类模糊控制器等价于一种变结构的非线性（或线性）PI控制器与相应的非线性（或定常）变控制偏置之和,并且在其输入论域上是单调递增、连续且有界的;同时揭示了此类控制器是一种更一般化的模糊控制器．     

具有学习功能的多值模糊神经网络控制系统

对于具有非线性、大时滞、不确定性等特性的难以用精确数学模型描述的多变量复杂系统,靠传统控制理论难以获得理想的控制效果。基于模糊神经网络控制技术不依赖于被控对象精确的数学模型,且能根据被控对象参数的变化自适应调节控制规则和隶属函数参数的特性,进行了采用模糊神经网络控制器实现其控制的应用研究。采用典型的前向型模糊神经网络模型,给出了具有学习功能的多值模糊神经网络控制系统的一种设计方法。仿真实验证明,该系统能够获得较理想的控制效果。     

基于解析结构的模糊控制器的稳定性和一致逼近性分析

基于模糊控制的解析结构理论,设计了输入变量采用三角形、全交迭,等差间距分布的隶属函数,输出变量采用对称、均匀分布的单点隶属函数和线性控制规则的二维模糊控制器,推导了模糊控制器的解析表达式。利用Lyapunov第二法论证了该模糊控制系统在平衡点处的局部稳定性,并证明了模糊控制器的一致逼近性。     

模糊控制的系统化设计和稳定性分析

给出了一种模糊控制系统的系统化设计方法,它采用一组局部T-S模糊模型来表 示模糊系统,对每个局部模型,利用状态反馈进行控制器设计,最后给出了全局模糊系统的稳 定性分析.通过对一个典型的非线性球-棒控制系统的仿真研究,表明该方法是有效的,它的 性能指标优于现有文献的结果.     

模糊控制器的实时精确算法与优化设计

将T-S型模糊控制器与PID控制器相结合,提出了TS-PID模糊控制器模型。推导出了输入采用正规模糊集、三角形全交迭隶属度函数的典型TS-PID模糊控制器的插值解析表达式,揭示了TS-PID模糊控制器本质上是一种非线性PID控制器,为实际应用提供了一种快速精确的控制算法。基于该插值表达式,进一步探讨了利用遗传算法对TS-PID模糊控制器进行优化设计的方法。