基于灰色模型的预测模糊控制的研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文基于灰色模型的预测模糊控制的研究摘要随着航空航天技术、计算机技术的不断完善和发展，以及工业过程的复杂性、时变性和不确定性，人们逐渐地趋向于智能控制理论的研究。智能控制的出现，为预测控制的进一步发展提供了很好的借鉴。预测控制将以取得的成果与模糊控制、神经网络以及遗传算法等智能控制策略相结合，正朝着智能预测控制方向发展，从而进一步增强了预测控制面对复杂环境、复杂对象和复杂任务的处理能力，拓展了预测控制理论研究和应用领域。模糊控制是智能控制中较早，也是研究较为广泛的一种形式。它是应用模糊数学理论解决不确定性系统的一种控制策略。模糊

2、控制和预测控制是各自独立发展起来的两种控制理论范畴，在两者充分发展的基础上，将模糊的思想和预测的思想结合形成的模糊预测控制或者预测模糊控制具有其内在的合理性：预测控制和模糊控制都是对不确定性系统进行的有效控制方法，模糊和预测相结合会进一步提高控制效果；模糊控制发展的趋势是由规则型向模型型转变，而预测控制中的对象模型可作为两者的沟通桥梁；预测控制是一类基于对象数学模型的精确控制方法，而系统的复杂性与分析系统所能达到的精度是互相制约的。因此，研究模糊环境下的预测控制对拓展预测控制的应用范围具有重要意义。I太原理工大学硕士研究生学位论文在预测控制系统中，其预测

3、步长P对控制性能有重要的影响。首先是对稳定性的影响，但在控制长度M很小时，增大P还是可以得到稳定控制的；其次是对其动态特性的影响，目前同一P值总不能使响应速度，上升时间和超调量同时达到最好。．本文是对基于灰色模型的预测模糊控制算法的研究。灰色预测是根据对象的动态行为和运行趋势进行分析的预测方式。它具有建模数据量小，计算简单的特点，适用于不确定性复杂系统的动态预测。文中在简单介绍了灰色系统建模理论的基础上，将灰色模型引入到预测模糊控制中。针对灰色预测步长对控制性能的影响进行了详细分析，在此基础上，提出了本文的算法一基于预测步长自调整的灰色预测模糊控制。对提

4、出的算法进行了各种情况的仿真分析，如系统有干扰时、无延迟和有延迟以及大延迟时，并和固定步长的灰色预测模糊控制相比较，分析了本文算法的抗干扰能力、对滞后系统的适应能力以及跟踪特性。一系列的仿真结果都显示了该算法的优越性。最后将该算法应用于具有非线性、大时滞、大惯性、多变量的松香生产的复杂系统中。首先通过模糊决策器确定了预测步长的大小，在这个步长下进行灰色预测控制，得到实际输出的预测值，再把预测误差及其变化量送入模糊控制器进行控制。从最后的仿真结果可以看出，明显的改善了控制效果，证实了算法的有效性。关键词：广义预测控制，模糊控制，灰色模型，预测步长，熔解塔Ⅱ

5、重太原理工大学硕士研究生学位论文THERESEARCHoFTHEPREDICTIVEFUZZYCoNTROLLERBASEDONGRAYMODELABSTRACTAlongwithunceasingconsummationanddevelopmentofaerospacetechnical．computertechnology,aswellasthecomplexity,time-varyinganduncertaintyofindustrialprocessing，peoplegraduallytrendtointelligentcontroltheo

6、ryresearch．Theintelligentcontrolprovidedtheverygoodmodelforthepredictivecontrolfurtherdevelopment．Thepredictivecontrolanditsachievementwillobtainintelligentcontrolstrategywithfuzzycontrol，neuralnetworkaswellasgeneticalgorithm，willbefacingtheintelligencepredictive，controldirection

7、willdevelop，thusfurtherstrengthenedthepredictivecontrolfacingthecomplexenvironment，thecomplexobjectandthecomplexdutyhandlingability,developedthepredictivecontroltheoryresearchandtheapplicationdomain．Thefuzzycontrolisanearlier,alsoamorewidespreadstudiedkindofformintheintelligentco

8、ntr01．Itisonekindofcontrolstrategyapplyi