太阳能电动车的模糊控制研究

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1、基于太阳能车的模糊控制单位：嘉兴市交通学校姓名：杨建伟摘要：目前世界汽车年产量达5000万辆，汽车保有量近7亿辆。我国汽车工业经过40多年的建设和发展，取得了长足的进步，特别是70年代末以来，汽车产量以年均12.7%的速度增长。随着汽车保有量的迅速增长，汽车将成为石油资源的主要消耗者和大气环境的主要污染源。太阳能电动车将对解决人类发展所面临的能源危机和环境污染具有重要意义，因此，越来越受到世界各国的重视。太阳能电动汽车的构造主要有太阳电池方阵、电力系统、电力控制系统、电动机。所以本文主要对电动机的控

2、制进行了设计，然后结合太阳能电动汽车的动力学参数进行动力性分析，并详细阐述了直流电动机的速度调节原理，并用DSP进行控制，简要对直流电机硬件部分进行了设计与分析。关键词：太阳能电动汽车；模糊控制正文图1-1为太阳能汽车的工作原理图：太阳光照射到太阳能电池板(阵列)时，太阳能电池产生光伏反应，产生直流电，对负载和蓄电池供电，电机控制器控制电机的运行，电机带动车轮转动并驱动车辆运动。图1-1太阳能车的工作原理1模糊控制在电压控制中的应用在太阳能电动车中，太阳能电池的输出、蓄电池的自放电及负载(电机)的特

3、性均为不确定量，难以建立精确的数学模型。采用模糊控制技术可以较好的满足工程的要求。1.1模糊控制的概述概括来讲，模糊控制具有以下特点:(l)它是一种非线性控制方法，工作范围宽，适用范围广，特别适合于非线性系统的控制。(2)它不依赖于对象的数学模型，对无法建模或很难建模的复杂对象，也能利用人的经验知识来设计模糊控制器完成控制任务。而传统的控制方法都要己知被控对象的数学模型，才能设计控制器。(3)它具有内在的并行处理机制，对被控对象的特性变化不敏感，模糊控制器的时间参数容易选择调整。(4)算法简单，执行

4、快，容易实现。(5)不需要很多的控制理论知识，容易掌握。模糊自动控制理论是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制。从线性控制与非线性控制的角度分类，模糊控制是一种非线性控制;从控制器的智能性看，模糊控制属于智能控制的范畴。在模糊控制中，用传感器代替人的感官，执行机构代替人手，用模糊控制器代替人脑做出决策。1.2模糊控制的重要概念1.2.1模糊集合与隶属函数在经典集合论中，任何一个元素与任何一个集合的关系，只有“属于”和“不属于”两种情况，两者必居其一，而且只居其一，绝对不

5、允许有模棱两可。比如“不大于6的自然数”是个清晰的概念，该概念的内涵和外延是明确的。可是，我们常遇到没有明确外延的概念，它实质上和模糊概念。比如“比6大的多的自然数”就是一个模糊概念，它不能划分一个明确的界限，使得在这个界限内所有的自然数比6大的多，而界限之外的所有自然数不比6大的多。只能说某个数属于“比6大的多”的程度高，而另一个数属于“比6大的多”的程度低。如60属于“比6大的多”的程度比16属于“比6大的多”的程度高。也就是说模糊集合的边界是不明确的，它是以不同强度(隶属度)具备某种特性的元素

6、的整体。L.A.Zadeh在1965年把普通集合中的元素对集合的隶属度只能取0和1这两个值，推广到可以取区间[0,1]的任何一个值。即用隶属度定量去描述论域U中的元素符号概念的程度，实现对普通集合中绝对隶属关系的扩充和模糊的定量化表示，从而用隶属函数表示模糊集合，用模糊集合表示模糊概念。模糊集合的数学描述如下:A={(x,μA(x),│x∈X)}μA(x)为元素x属于模糊集合A的隶属度，X是元素x的论域。模糊数学把集合的特征函数的取值范围扩大为[0,1]闭区间任意值的连续逻辑，并称之为模糊集合的隶属

7、函数，它是模糊集合的重要组成部分，在理论上隶属函数描述了一个论域中所有元素属于模糊集合的强度。模糊系统中常用的隶属函数有高斯型、双侧高斯型、钟型、sigmoid函数型、Z型、S型、三角型隶属函数，隶属函数可以是任意形状的曲线，取什么形状取决于它的使用是否简单、快速、有效，唯一的约束条件是隶属函数的值域为[0,1]。1.2.2模糊关系及模糊推理描述元素之间是否相关的数学模型称为关系，描述元素之间相关程度的数模型称为模糊关系。显然模糊关系是普遍关系的拓宽和发展，而普通关系可认是模糊关系的特例。模糊关系是

8、模糊数学的重要组成部分。当论域有限时，可模糊矩阵表示模糊关系，模糊矩阵为模糊关系的运算带来了极大的方便，成为模糊关系的主要运算工具。模糊关系是描述元素之间相关的程度的数学模型，其定义为:两个非空集合U和V之间的直积U×V={（u,v);u∈U,v∈V}中的一个模糊子集R被称为U到V的模糊关系，又称为二元模糊关系。其特性可以用下面的隶属函来描述μR:U×V→[0,1]，隶属函数μR（u,v）表示序偶(u,v)的隶属函数。当论域为n个集合Ui(i=1，2，3…，n)的直积