单一与非单一鲁棒控制器的设计

针对普通二次Lyapunov函数方法判定T-S模糊系统稳定性存在的保守性和难度,利用T-S系统的模糊前提规则和隶属度函数分别构造分段二次Lyapunov函数和模糊Lyapunov函数,且通过将模糊Lyapunov函数引入到分段二次Lyapunov函数所得到的分段模糊区域中定义了分段模糊Lyapunov函数;研究一类T-S模糊系统的鲁棒控制问题,以线性矩阵不等式的形式给出了单一与非单一鲁棒控制器的参数化设计方法。仿真结果表明,非线性系统在非单一鲁棒控制器作用下能够获得比单一鲁棒控制器更好的控制性能。     

一类不确定模糊系统的二次稳定性问题的研究

基于T-S模糊模型研究了一类非线性连续不确定时滞系统的二次稳定性问题。给出了使系统二次稳定的模糊状态反馈控制器存在的充分条件,该充分条件以线性矩阵不等式的形式给出,因而具有数值易解性。     

T-S模糊系统的二次稳定

应用LMI(线性矩阵不等式)方法,研究了T-S模糊系统二次稳定性及控制器设计问题.首先,通过考虑模糊系统隶属函数的性质,将原系统进行变换,给出了T-S模糊系统二次稳定的新条件,并提出了基于LMI的控制器设计方法.与现有结果相比,该方法不仅考虑了各子系统间的关系,还考虑到隶属函数的性质,计算量和保守性较小.仿真算例验证了其有效性.     

一类不确定模糊系统的二次稳定性的研究

利用T-S模糊模型对一类非线性连续不确定时滞系统进行建模,通过对时变时滞不确定T-S模糊系统基于状态反馈控制器二次稳定性问题的分析,给出了使系统二次稳定具有增益变化的模糊状态反馈控制器存在的充分条件,该充分条件以线性矩阵不等式的形式给出,因其所有参数都是线性的,所以具有数值易解性.设计实例表明了该设计方法的可行性和有效性.     

二型模糊系统的规则提取算法

模糊规则提取是建立二型模糊系统需要解决的关键问题.提出一种改进的基于c均值模糊聚类算法(FCM)的二型模糊规则提取方法.该方法借助于二型模糊集主隶属度函数的期望与次隶属度函数值之间的联系,能克服已有算法忽略二型模糊集次隶属度函数对模糊聚类结果的影响.仿真实例表明.该算法能成功地提取二型模糊规则,比FCMV算法具有更好的性能和收敛性.     

T-S模糊系统的基于观测器的H∞控制设计

研究了T-S(Takagi-Sugeno)模糊系统H∞控制设计问题.放宽了Kim E等的T-S模糊 系统可二次稳定的条件.给出了T-S模糊系统新的观测器设计方法.然后给出了T-S模糊系统 基于观测器的H∞控制存在的两个新的充分条件.新方法不但简单,而且充分考虑了模糊子系统 间的相互作用.最后通过例子,应用LMI技术,说明了本文给出的T-S模糊系统的基于观测器 的H∞控制器的设计方法简便易行.     

连续时间T-S模糊系统的一种二次镇定方法

模糊隶属函数是模糊系统的重要组成部分,在系统镇定中考虑其结构和参数信息可以减少结果的保守性.为此,针对连续时间T-S模糊系统的二次镇定问题,提出一种新的放松二次镇定条件.运用一种有效的附加变量引入方式将隶属函数乘积界这一信息更好地纳入系统的镇定条件中,得到了比以往文献保守性更小的结果.所有结果均以线性矩阵不等式形式给出.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

基于模糊综合支持向量机的特高压变电站二次设备状态评估

针对超高压变电站二次设备状态检修科学依据不足的问题,给出了一种基于模糊综合支持向量机的二次设备状态评估模型. 对综合自动化系统上传的在线告警信息和检修报告中的离线信息进行了分析,采用模糊综合分析实现对各种评估因素的有效利用和信息提取,在此基础上运用改进型SVM 对二次设备状态进行评估.在SVM 评估过程中,对三种不同核函数进行了实验分析,选取RBF 作为模型的核函数. 实验结果证明,模糊综合支持向量机评估模型的提高了二次设备状态评估正确率.     

基于最小二乘支持向量回归机的Mamdani模糊系统结构

为了提高模糊系统处理高维问题的推广能力,基于最小二乘支持向量回归机(LSSVR)的思想提出了一个设计Mamdani模糊系统的新算法。传统算法都存在过学习问题,该算法在目标函数中考虑了结构风险避免了过学习现象,并将模糊系统的参数寻优问题转化为一个二次规划问题进行求解。在此算法中,构造了一种新的具有语言意义的数据依赖型模糊核函数,它是一种Mercer核。实验结果证明,该算法提高了Mamdani模糊系统的逼近能力和推广能力。     

关于具有不同基函数的标准模糊系统逼近问题的研究

在标准模糊系统的基础上建立了正规二次多项式和正规三角函数为基函数的两类新模糊系统, 进而提出了以正规三角形函数为基函数的标准模糊系统与所提出模糊系统的比较问题. 通过采用数值分析中的余项与辅助函数方法, 对上述三类模糊系统进行了误差精度的分析, 对所建立的两个新模糊系统首次给出了从单输入单输出到多输入单输出的误差界公式. 同时, 对它们的逼近误差精度进行了比较分析, 指出了三类模糊系统的优劣. 最后, 通过算例验证了上述理论结果的正确性.     

Optimal fuzzy controller based on non-monotonic Lyapunov function with a case study on laboratory helicopter

This paper presents a new approach to design an observer-based optimal fuzzy state feedback controller for discrete-time Takagi–Sugeno fuzzy systems via LQR based on the non-monotonic Lyapunov function. Non-monotonic Lyapunov stability theorem proposed less conservative conditions rather than common quadratic method. To compare with optimal fuzzy feedback controller design based on common quadratic Lyapunov function, this paper proceeds reformulation of the observer-based optimal fuzzy state feedback controller based on common quadratic Lyapunov function. Also in both methodologies, the dependence of optimisation problem on initial conditions is omitted. As a practical case study, the controllers are implemented on a laboratory twin-rotor helicopter to compare the controllers' performance.     

最优模糊控制器的系统设计

典型模糊控制器在难于建立数学模型或对控制精度要求不高的场合已得到了成功的应用，但与传统的控制方法相比，它存在两个明显的弱点，一个所得到的模糊控制规则不能保证其是优的或是次最优的，二是在设计模糊控制器获取模糊控制规则时主要是凭经验进行，没有的步骤可遵循，本文提出了一类最优模糊控制器的系统设计方法及步骤，这种最优模糊控制器既有典型模糊控制器的形式，又有类似于线性二次型的性能指标Ｊ＝ｒｆ∑ｋ＝１（ａＮＡ     

连续T-S模糊系统的严格二次型耗散控制

研究一类连续Ｔ-Ｓ模糊系统的严格二次型耗散控制问题,给出了保证系统严格二次型耗散稳定的状态反馈控制器的设计方法．控制器可通过求解一组线性矩阵不等式获得,所得结果不仅提供了解决犎∞ 控制与正实控制的统一框架,而且提供了一种更灵活、保守性更小的控制器设计方法．最后通过仿真说明了所提出方法的有效性、可行性和优越性．     

多输入–多输出非线性系统的特征模型及在挠性卫星姿态控制中的应用

研究多输入–多输出（MIMO）高阶非仿射非线性系统的特征建模问题.首先证明了MIMO高阶非仿射非线性系统的特征模型可用二阶时变差分方程组描述,并给出了特征模型的建模误差.然后设计了基于特征模型的自适应模糊广义预测控制器,利用Lyapunov方法分析了闭环系统的稳定性.由于控制结构中使用了分层模糊逻辑系统,从而极大减少了模糊规则和可调参数的个数,提高了控制的实时性.通过对挠性卫星姿态控制的仿真研究验证了所给控制方案的有效性,可实现高精度的姿态控制,且该方法具有较强的鲁棒性.     

Perfect tracking control of discrete-time quadratic TS fuzzy systems via feedback linearisation

Perfect tracking control is an important and frequently encountered requirement in various industries (e.g. robotic control). We developed a novel systematic framework for designing a fuzzy controller via feedback linearisation to control a class of discrete-time Takagi–Sugeno (TS) fuzzy systems with quadratic rule consequents to achieve such tracking. We established a necessary condition for its local stability and a necessary and sufficient condition for the boundedness of the controller. The feedback linearisation is known to fail to work in certain systems due to the unboundedness of the tracking controller output. To address this issue, we developed a method to check whether any given quadratic TS fuzzy system will cause such a failure. We developed a scheme to ensure that the output of the controller designed for any failure-causing system will be bounded and the resulting controller will attain nearly perfect tracking performance. Applying feedback linearisation to the quadratic fuzzy systems is innovative relative to the literature exclusively dealing with the TS fuzzy systems with linear rule consequents (including our previous results), which are now generalised by the new findings. Two numerical examples are provided to illustrate the effectiveness and utility of our new theoretical results.