混合智能控制算法的研究

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1、摘要针对复杂系统难于建立精确的数学模型，单纯采用某一控制方法很难实现较好的控制的特点，本文采用混合智能控制算法用于复杂系统的控制。首先讨论了单输入单输出模糊PID控制系统，提出了一种由模糊PI、模糊PD控制器并联构成的模糊PID控制器，这是一种参数随输入变化的非线性PID控制器。通过理论分析比较，这种控制器的性能优于常规PID控制器。在上述控制器的基础上，本文提出一种新型的模糊PID控制器，通过自整定量化因子的方法进行参数调整，并利用小增益定理讨论了该控制系统BIBO稳定的充分条件。对于多输入多输出系统，本文提出一种多层模糊逻辑控制器(MLFLc)，该控制器由若干个多输入单输出(MISO)控

2、制器构成，每个MISO控制器又包含许多单输入单输出(SIS0)模糊逻辑控制器。每个SISO模糊逻辑控制器采用互补型隶属函数，整个控制器类似于滑模控制。当量化因子满足一定的条件时，整个动态系统达到渐近稳定。最后，分别将模糊PID控制器用于玻璃熔窑的温度控制；将多层模糊控制器用于二节机械手的控制中进行试验，验证了上述算法的可行性和有效性。关键词：模糊PID控制，小增益定理，多层模糊控制器，渐近稳定’●亡AbstractAccordingtospecialpropertiesofthecomplexsystem，modelingandcontrollingisverydifficult．Thisp

3、aperpresentssomehybridintelligentcontrolalgorithmsforthecomplexsystems．Firstly,thefuzzyPIDcontrolsystemisstudied．andafuzzyPIDcontrollerwimtheparallelcombinationofthefuzzyPIandPDcontrollerisproposed，itisanonlinearPIDcontrollerwithvariableproportionalgain．Thesuperiorperformanceoftheproposedcontroller

4、isdemonstratedthroughthetheoreticallycomparison．Basedonthiscontroller,anovelfuzzyPIDcontrollerisproposed，theparametersofthecontrollerisdeterminedinself-tuningscalingfactors．Byusingthesmall—gaintheorem，thesufficientBIBOstabil耐conditionofthecontrolsystemisfound．Thispaperalsopresentsamulti-layerfuzzyl

5、ogiccontroller(MLFLC)formulti-input·multi·output(MIMO)systems．Thecontrollerismadeupofsomemulti-input·single—output(MISO)furylogiccontroller，andeachMISOcontrollerconsistsofmanysingle—input-single—output(stso)FLC．ThemembershipfunctionsoftheSISOfuzzylogiccontrollerareofthecomplementtype．SuchFLCissimil

6、artotheslidingmodecontroller．Thedynamicalsystemisasymptoticallystablewhenthescalingfactorssatisfyacertainconditions．Finally,simulmionexperimentsbasedonaglassfurnaceandatwo-linksmanipulatordemonstratethevalidityoftheproposedalgorithms．Keywords：fuzzyPIDcontroller,thesmall-gaintheorem，MLFLC，asymptotic

7、allystable鸽一帝绪论第一章绪论§1．1复杂系统及其控制方法复杂系统的控制一直是控制界的一个难点。所谓复杂系统是指具有高度的非线性，高噪声干扰、动态突变性及分散的传感元件与执行元件，分层、分散的决策机构，多时阳J尺度、复杂的信息结构或某些不确定性等特点的系统【30】。这些复杂性都难以用精确的微分方程或者差分方程来描述，所以很难建立复杂系统精确的数学模型，不能使用基于精确模型的传统控制来实现复杂系统的控