模糊控制器的结构分析及其插值机理研究

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1、模糊控制嚣的结构分析及其插值机理研究摘要模糊控制器的解析结构对模糊控制系统的设计有着十分重要的指导作用，模糊控制系统中有关论域变换、模糊推理等基本环节的设计，对控制效果有着十分明显的影响。针对模糊控制系统中存在控制死区的问题(尤其是采用梯形隶属函数)，本文针对典型的二维模糊控制器，分别采用Sum-Min、Max-Min、Max．Product推理方法对其解析结构作了分析和比较，研究了采用不同隶属函数时的结构特点，揭示了其和PID控制器的内在联系，为模糊控制系统的设计提供了一定的理论依据。对Mamdani系统，分

2、析了隶属函数分别采用梯形和高斯型时一维模糊系统与函数插值的等价性和逼近误差。数字仿真结果表明，引入插值算法的模糊控制器可以消除量化死区和稳态时的小幅震颤，和常规PID控制器相比，对系统参数和结构的变化有更好的适应性。关键词：模糊控制模糊推理结构分析插值机理逼近误差河海大学硕士学位论文AbstractStructureanalysisoftypicalfuzzycontrollercanofferimportantguidancefordesigningfuzzycontroller．Thefundamental

3、aspectsoffuzzycontrollersystems，suchasintervaltransformsandinferencemethods，haveobviousinfluencetothecontrolperformance．．Dead·zoneoftenexistsinfuzzycontrolsystemespeciallywhentrapezoidmembershipfunctionswereused．BasedonMamdani’ssum-min，illax-ruin，max-product

4、inferenceoperator,thestructurecharacteristicsofthethreeclassesoffuzzycontrollersa弛investigatedandcompared．Thedifferentcharacteristicsoffuzzycontrollersusingdifferentmembershipfunctionsarealsostudied。RnaHy,theinternalrelationbetweenPIDcontra]ierandfuzzycontro

5、llersarealsodiscussed．Theseprovidesometheoreticbasesfordesigningfuzzycontrolsystems．TheequivalencebetweentheMamdanitypefuzzysystemsusingtrap既oMorgaussmembershipfunctionsandthepiecewiseinterpolationfunctionsisdemonstrated．Andtheestimationoftheapproximationerr

6、orisgiven．ComputersimulationresultsmBkeclearth毗fuzzycontrollerusinginterpolationarithmetichasbettercontrolperformancethanthetraditionalonebecauseitcaneliminatequantizationdead·zoneandadjuststeady-stateerrorscompletely．ComparedwithPIDcontroller,itsuitsforthes

7、ystemswithchangefulparametersandstructuresmuchbetterthanPIDcontroller．Keywords：fuzzycontrol：fuzzyinference；structureanalysis：Interpolationmechanism：approximationerror本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究

8、做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：吕蒺从&一弘年弓月模糊控制器的结构分析及其插值机理研究第1章绪论1．1模糊控制理论的产生、发展及应用概况控制理论的发展大致经历了三个阶段：经典控制理论阶段、现代控制理论阶段、智能控制阶段。经典控制和现代控制的主要特征是依赖于系统行为参数模型的控制，在具有高度的非线性、高噪声干扰、动态突变性以及复杂结构等