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1、第36卷第2期计算机科学Vol.36No.22009年2月ComputerScienceFeb.2009一种基于柔性逻辑的控制方法研究12付利华何华灿12(北京工业大学计算机学院北京100022)(西北工业大学计算机学院西安710072)摘要模糊控制是基于领域专家所给出的模糊控制规则来实现对系统的控制,这些模糊控制规则粗略地描述了控制器输入和输出之间的关系。模糊控制采用的是一种分段逼近的思想,因此在对高阶和多输入等实际复杂系统控制过程中,模糊控制存在控制规则组合爆炸和控制精度不高两大问题。从常规二维模糊控制器的输入变量误差E和误差变化率EC的基
2、本物理意义出发,深入分析它们之间所蕴含的逻辑关系,指出这种关系的本质就是泛逻辑学中的泛组合关系,可用简单的泛组合运算代替复杂的模糊规则推理过程。据此提出了一种柔性逻辑控制方法,可实现对复杂系统的精确控制。最后,一级倒立摆的实物实验结果证明了该方法的可行性和有效性。关键词泛逻辑,泛组合运算模型,柔性逻辑控制,模糊控制,倒立摆StudiesonControlMethodBasedonFlexibleLogic12FUL-ihuaHEHua-can(CollegeofComputerScience,BeijingUniversityofTechnol
3、ogy,Beijing100022,China)1(CollegeofComputerScience,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi.an710072,China)2AbstractByanalyzingthoroughlytheessentialrelationbetweentwoinputvariablesofthenormaltwo-dimensionalfuzzycontroller,thispaperprovedthattheessentialrelationisjustuniversal
4、combinatorialrelationinUniversalLogic.Sothesimpleuniversalcombinatorialoperationcanbeusedinsteadofcomplexfuzzyreasoningprocess.Asaresult,aflexiblelogiccontrolmethodwasproposedtorealizetheaccuratecontrolforcomplexsystem.Finally,theexperimentalresultofsingleinverted-pendulumph
5、ysicalsystemhasprovedthecorrectnessandeffectivenessofthecontrolmethod.KeywordsUniversallogic,Universalcombinatorialoperationmodel,Flexiblelogiccontrol,Fuzzycontrol,Inverted-pen-dulum[12]获得理想的控制效果,如Fuzzy-PID复合控制、参变量模1引言糊控制[13]等;三维模糊控制器[14]是在模糊控制器输入中引模糊控制通过模仿人的思维方式,提供了基于模糊控制入误
6、差E、误差变化率EC和误差变化率的变化率ECC三维规则的控制方法,能够有效地解决许多复杂且无法建立精确变量,以提高控制的精度;变论域自适应模糊控制[6]的核心思数学模型的控制问题。近年来,模糊控制迅速发展并得到广想是,保持控制规则不变,通过模糊论域随着输入变量的大小泛应用,取得了一系列重要的理论和应用研究成果[1-4]。然进行压缩或膨胀,从而达到增加规则的目的。尽管改善模糊而,李洪兴教授从数学的角度揭示了模糊控制器的插值机理,控制性能的研究已经取得了许多成果,但是这些方法都没有指出目前常用的模糊控制器都是插值器[5-7]。这是因为基于跳出模糊控
7、制分段逼近的基本思想,都是在这种思想约束下模糊控制规则的模糊控制方法采用的是一种分段逼近的思所进行的弥补性工作。想,它是基于领域专家所给出的模糊控制规则来实现对系统何华灿教授创立的泛逻辑学[15],不仅考虑了命题真值的的控制,控制显得比较粗糙。要使模糊控制器的输出充分逼模糊性,而且考虑了命题之间关系的连续可变性(即关系柔近系统的真实响应,就需要相对较多的控制规则。因此,在对性),提出了/广义相关性0和/广义自相关性0的概念,并将命高阶和多输入等实际复杂系统控制过程中,模糊控制理论存题连接词运算模型定义为由命题间相关性所控制的算子簇,在控制规则组
8、合爆炸和控制精度不高两大问题[8]。为复杂系统的精确控制提供了新的思路和方法。为了解决模糊控制的这两大问题,国内外众多学者从不本文将从常规二维模糊控制
