單調(diào)慣性系統(tǒng)的智能模糊控制理論研究.pdf

1、西南交通大學博士學位論文單調(diào)慣性系統(tǒng)的智能模糊控制理論研究姓名：趙海良申請學位級別：博士專業(yè)：交通信息工程及控制指導教師：諸昌鈐2000.10.1第ii頁西南交通大學研究生博士論文狀態(tài)為A則控制量為B”的簡單控制規(guī)則完善為信息更加完整的控制規(guī)則；利用被控對象的經(jīng)驗數(shù)據(jù)(清晰的和模糊的)界定規(guī)則作用的動態(tài)范圍，借以推斷模糊控制系統(tǒng)的動態(tài)范圍和動態(tài)、穩(wěn)態(tài)特性指標；根據(jù)被控對象的定性模型和狀態(tài)響應(yīng)趨勢分析給出強制穩(wěn)定控制策略的定量刻畫；將模糊

2、控制算法和強制穩(wěn)定控制算法相結(jié)合形成智能模糊控制策略，用它實現(xiàn)智能仿人控制思想，并使該模糊控制系統(tǒng)具有穩(wěn)定性?；谏鲜鏊枷?，本文提出了全息控制規(guī)則(除了包含被控對象狀態(tài)與控制量之間的模糊對應(yīng)關(guān)系外，還同時攜帶著規(guī)則的作用時間、作用時間內(nèi)的狀態(tài)響應(yīng)趨勢特征、對作用時間后欲達狀態(tài)的預(yù)測、出現(xiàn)異常時的矯正措施信息)概念及其派生概念，如擴展規(guī)則、有效規(guī)則(規(guī)則的作用結(jié)果狀態(tài)與輸入狀態(tài)有明顯區(qū)別)、霸權(quán)規(guī)則及其輸入輸出霸域、規(guī)則鏈(前一規(guī)則結(jié)果狀

3、態(tài)與后一規(guī)則輸入霸域相交的規(guī)則序列)等等。利用上述概念討論了規(guī)則基控制系統(tǒng)ok規(guī)則共鳴穩(wěn)定性。得到了有效規(guī)則基控制系統(tǒng)ok共鳴穩(wěn)定的充分必要條件：從狀態(tài)論域任一狀態(tài)出發(fā)的任一規(guī)則鏈的長度是有限的且最后規(guī)則為ok規(guī)則(維持自身共鳴域和輸入霸域不變的規(guī)則)；給出了有效規(guī)則基控制系統(tǒng)具有ok共鳴穩(wěn)定性的判別方法；利用規(guī)則作用時間，給出了規(guī)則基控制系統(tǒng)從狀態(tài)論域任一狀態(tài)出發(fā)的系統(tǒng)調(diào)整時問與系統(tǒng)的最大調(diào)整時間；利用ok規(guī)則的輸入霸域給出了系統(tǒng)的最

4、大穩(wěn)態(tài)誤差：為了最終得到常規(guī)模糊控制算法下系統(tǒng)的動態(tài)特性，提出了模糊算法與規(guī)則基的兼容性概念。在討論模糊控制算法與規(guī)則基控制算法兼容性的基礎(chǔ)上，利用規(guī)則的界定作用，給出了單調(diào)慣性系統(tǒng)單調(diào)模糊控制算法下系統(tǒng)的動態(tài)范圍和穩(wěn)態(tài)誤差，提出了模糊控制系統(tǒng)一些重要控制品質(zhì)參數(shù)的定量分析方法。為實現(xiàn)智能仿人控制思想，本文提出了用于刻畫系統(tǒng)輸出響應(yīng)曲線特征的兩個概念——曲線狀態(tài)描述向量函數(shù)和曲線狀態(tài)變異點。討論了單調(diào)慣性系統(tǒng)在控制量階躍變化作用下的動態(tài)

5、響應(yīng)特征，指出了正常響應(yīng)過程狀態(tài)變異點的數(shù)目、屬性及其排列順序，為自動識別被控對象的動態(tài)趨勢找到了易于程序化的方法。在此基礎(chǔ)上本文提出了強制穩(wěn)定控制策略。理論分析表明：單調(diào)慣性系統(tǒng)在該控制策略控制下具有穩(wěn)定性。將該策略與常規(guī)模糊控制算法相結(jié)合，形成了用于單調(diào)慣性系統(tǒng)的智能模糊控制算法。該算法具有控制周期智能改變，控制量智能調(diào)整，固有控制穩(wěn)定性等一些好的品質(zhì)且為一種無靜差控制算法。為了驗證本文提出的理論，結(jié)合實測數(shù)據(jù)，分析了燃氣快速熱水器