基于变论域的倒立摆模糊控制系统的研究

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1、摘要变论域模糊控制器是一种高精度的自适应模糊控制器，它通过选耿合适的论域伸缩因子，以论域之变应误差之变，使实际的控制规则大幅度增加，越接近期望控制点，控制器的档级越小。无论在动态性能方面，还是在稳态性能方面，变论域模糊控制器的控制性能相对于一般模糊控制器均获得了较大的提高。在控制精度方面，它的优势尤其突出。这有效地克服了一般模糊控制器档级有限和缺少积分环节的缺陷。但是，这些性能的提高与其伸缩因子的选取有着很大的关系。伸缩因子选取的合理与否，不但关系到系统的动态性能的好坏，而且关系到系统的稳定与否。本论文主要开展了以下几个方面的研究工作：1

2、、提出了一种双输入单输出的潜遗传变论域模糊控制算法。在运算量上，它比相应的显遗传变论域模糊控制算法大大减少，因而极大地提高了控制的实时性。2、对单输入单输出控制对象和倒立摆，用取输入单输出的潜遗传模糊控制器做了大量的仿真实验。结果表明，它比一般的Marlldani模糊控制器具有较高的控制精度。3、详细讨论了伸缩因子中的参数对变论域模糊控制器动态性能的影响，并总结了参数在不同的数值区间取值时影响控制性能的规律。4、用变论域模糊控制器成功地实现了对zwP．II型单级倒立摆的实物控制，并取得了令人满意的控制精度。关键词：模糊控制变论域伸缩因子倒

3、立摆ABSTRACTFuzzylogiccontr01lerwithVariableregionisakindofnneself_reac血gcontr01ler．Withaproperexpandable&s}1rinkablefactor，itsregioncanchangeaccordingly、Vheninputerrorchanges．Thus，itsfLlz2矽mlesincrease2reatlvanditbecomesmoreaJldmoresensitivet0errorwhenoutputreachestheexpec

4、tation．0nbothdynamicperfomanceindicesa11dstableperfbnnanceindices，itisfoundthatfuzzylogiccontrollerwitllvariableregionisagreatimproVementuponcommonfuz纠logiccontroller，especiallyonprecisionofcontmlling．HoweVer，meimprovementhascloserelationswithexpandable&s11rinkablefactor．

5、Whethert11econtrolleris矗neornot，evensteadyornot，dependsgreatIyonwhetllertheeXpandable&s11rinkablefactoris印propriateornot．Themaincontributionof也isdissertationisasf01lows．1tThedissertationproVidesa2一mput&1一ou印utmzzy10百ccomrolalgorit}皿withindirectIy—iIllleritedV耐ableregion．I

6、ts0pera—tionbecomessimplerandquickercomparedwit}1thealgorithmwithdirectly—iIltleritedvariableregion．2．Withmanysimulationstol-input&1一outputobjectandthependulum，itshowsthattheprecisionof也econtr01lerbasedont11ealgorithmwithindirecⅡy—irllleritedVa—ableregionismuchhjghermanth

7、ecommonMamdanifuzz)Tlogiccontr011er．3．Howtheparameterofexpandable&s上1rirlk曲lefktorworksondynamicperfomanceisalsodiscussedindetailandmelawsofchangesondynamicperfoHnallceindicesaresummarizedbytheadjustmentoftheparameter．4．、Mthmecontroller’notonlvZWP—IIinvertedpendulumiscon仃

8、olledonexpectatiVeposition，bmalsotheprecisionofcontr01ismuchsatis黟ing．KEYWoRDSmzzy109iccontr01，v