模糊控制器设计的基本方法.docVIP

第5章 模糊控制器设计的基本方法5.1 模糊控制器的结构设计 结构设计：确定输入、输出变量的个数（几入几出）。5.2 模糊控制规则设计1. 语言变量词集 2. 确立模糊集隶属函数（赋值表）3. 建立模糊控制规则，几种基本语句形式： 若则 若则否则 若或且或则 4. 建立控制规则表5.3 模糊化方法及解模糊化方法模糊化方法1. 将内精确量离散化为内的模糊量2. 将其区间精确量x模糊化为一个单点集，即模糊推理及非模糊化方法1. MIN-MAX重心法 三步曲：取最小 取最大 2. 最大隶属度法例： ，选 ，选5.4 论域、量化因子及比例因子选择论域：模糊变量的取值范围基本论域：精确量的取值范围误差量化因子：比例因子：误差变化量化因子：5.5 模糊控制算法的流程其中、是定义在误差、误差变化和控制量论域、上的模糊集合，则该语句所表示的模糊关系为根据模糊推理合成规则可得：设论域，则，上的模糊集合分别为一个，和元的模糊向量，而描述控制规则的模糊关系为一个行列矩阵。由及可算出，对所有，中元素所有组合全部计算出相应的控制量变化值，可写成矩阵，制成的表即为查询表或称为模糊控制表。* 模糊控制器设计举例（二维模糊控制器）1. 结构设计：二维模糊控制器，即二输入一输出。2. 模糊控制规则：共21条语句，其中第一条规则为 3. 对模糊变量，赋值（见教材中的表）4. 建立模糊控制表： 注意：对于和隶属函数数值取量化等级上为1，其余为0，这样可简化的计算，类似的可计算出，从而可以求出。 对于不同，事先离散计算好制成表，作为文件存储在计算机中备用。*基本模糊控制器的性能同传统PID比较，两者对二阶对象均调整到最佳状态，然后改变被控对象参数；改变被控对象结构（二阶变一阶，再变三阶）对二者动态、稳定性能进行对比，不难看出模糊控制器对于参数和结构变化具有较强的适应能力。*解析描述控制规则可调整的模糊控制器1. 基本思想：设计一种函数逼近（近似）查询表在条件下将查询表压缩后与下述规则形成的控制表对比，发现两者控制表相近，基本变化规律相近。2. 带调整因子的模糊控制规则(1) ，等取不同值控制规律不同，改变即可改变模糊控制规则。(2) 带多个调整因子的模糊控制规则如何确立的初值：采取寻优法，但在线寻优很困难。寻优后，。分析它们之间的关系，近似在一条平缓的抛物线上。于是人们研究能否用一条直线近似这条曲率不大的曲线，于是提出如下调整的模糊控制规则。(3) 在全论域范围内带自调整因子的模糊控制规则因为初值一般不能太小，所以给定大于0.5的初值，此外，一般，否则对C加权0，故一般不取到1。考虑极端情况：，上式变为，其中(4) 带自调整函数的模糊控制规则归一模糊化：取及在区间分成若干等级模糊控制规则带有调整函数的模糊控制规则设计分析阶跃响应曲线，总结变化：OA段，先大后小，AB段由小变大，BC段逐渐变小得：其中为一正常数，为模糊变量的非模糊化后得到的用以修正；分析变化应与有相同变化过程，于是(5) 带有智能权函数的模糊控制规则调整规则