一种新的多模型模糊自适应控制算法new

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第11卷第1期控制与决策996年1月Vo1．11No1CONTI~OLANDDECISIONla1319g61’、～O一种新的多模型模糊自适应控制算法(浙江太大学工≤业控制技术研究所·杭州，310027)弋’f’)习l3，、摘要模仿人的决策思路一多蠖型对象提出一种新的目适应控制算矗。在建立起对象的有—■限个模型井高线健订好对蛊的控制器后．算浩通过在蠛计算模型匹配程度和控制权重来适应对象模型毒数的突耍。仿真结果表明谴算甚苘单有救，跟踪迅速，鲁棒性强。关键词多模型泵统，自适应銎制模墨匹配■

2、‘’‘---_—一1引言许多工业对象在不同操作条件下的模型结构和参数往往不同，可视为多模型对象。对这类对象实施控制时，一般是设计同时镇定的控制器，但若参数变化范围较大，则可能无法设计研究人的决策过程可以发现；人往往是在多方面给出的决策预案之间进行折衷，取舍则根据各方面表现出的可信度来进行。多模型自适应控制的思路与此相似，它要求为对象的每个模型离线设计一个控制器，在任一时刻实际控制作用是各独立的控制器输出的加权值，权重取决于各模型与实际模型的匹配程度，可通过在线识别得到。显然．多模型自适应控制的关键在于模型匹配程度和控制权重的计算。本

3、文基于模糊原理给出一种新的计算方法。2模型匹配程度与控制权重计算研究人对他人可信度的判断过程发现，人总是在考虑他人过去和最近的表现后进行综合评判的，本文模仿这一模糊评判过程。设有_，个模型．对模型，其与实际模型的匹配程度F，由两个参数判定：最近几个采样周期预测误差绝对平均值的相对指标E和滚动的有限时域长度内预测误差绝对累计值的相对指标EA。下面给出它们的计算方法2．1两个相对指标E、EA的计算E，、EA，的值根据下面的公式计算得到f(m)一()，(){^1{()一∑J()I／k1()一1∑1(，(‘1)jlE。()一，／max(“-

4、)，≤≤【EA(，)一／max()式中：m为任一采样时刻，为取平均的周期数(≥1)，n为当前采样时刻，为有限时域长度(，★1994—10l8收穑．[995—01—25假回维普资讯http://www.cqvip.com78控制与决莱>)，epj()为模型在采样时刻m的预测误差，(m)为系统在采样时刻的实际输出值，y()为模型在采样时刻m对输出的预测值，，(”)为采样时刻模型J的k个预测误差绝对平均值，sj(n)为采样时刻”模型J的个预测误差绝对累计值。参数k起平滑近期预测误差的作用，因此取大于l的值对克服输出端噪声的影响有利，但将使

5、系统对模型突变的反应迟钝，一般取l或2；参数取为已建模型的最大建模长度，以真实地反映各模型过去的预测情况。2．2模型匹配程度的计算根据方程(1)，E、，的值区间为Eo，1]，将的取值范围也定为该区间，设、FA、分别是Ej、EA⋯F的模糊值，论域相同．其上定义相同的模糊子集：很小(Vs)、较小(Ms)、小(ss)、中(MM)、大(LL)、较大(ML)、很大(VL)，则有如下一些关于模型匹配程度的模糊语言规则if豆，一VSand，一VSthen声一VL(2)IfE．一VLandEA，一VLthenF．：VS(3)据此可以建立模型匹配程度

6、的取值状态表。投运前，可仿照一般模糊控制器的设计方法，建立模型匹配程度取值表。运行时根据E，、EA的值查表得F，但这样得到的F是离散的。为得到连续的F值，可采用文献[2]的原理。取模糊量论域为[6—6]，借用[2]中的隶属度表(VS～VL对应于[2]的NB～PB)，若各模糊子集分别由其核元素代表，则模型匹配程度参考取值表可由下式生成。Fj(EJ，EA)一int((蚯4-(1口)EA)÷2)×2，0≤口≤1(4)式中反映系统对最近预测情况的侧重程度，若模型参数变化较频，则n应取大一些，以使控制权重及时反映这种变化；反之n可取小一些。运

7、行时，对每组EJEA值线性映射到[6，一6]区间，映射公式为,7C一(0．5)×12(5)式中为原值，为映射值。利用文献[2]的式(3)可得，再用反映射公式F一(．÷12)+0．5求得模型的匹配程度F。2．3模型控制权重的计算匹配模型和非匹配模型可用取舍阀值p界定。p一般取为0．8～0．9．若各模型准确，则p取值可大一些。按下式确定模型控制权重flfmax(F)≥口l】≤r≤Jthen{ifF≥ptheng一else一0)(6)lelse(ifF，一rrlax(F)theng—FelsegJ一0)显然，控制权重大于零的模型为匹配模型

8、，而所有非匹配模型的控制权重为零将导致其控制器输出对实际控制作用毫无影响。维普资讯http://www.cqvip.com第11卷第1期皮道映等：一种新的多模型模糊自适应控制算击793控制算法设在系统投运前，对所建立的每个模型已设计好