模糊控制精度提高的策略研究

【摘要】：常规模糊控制器以其结构简单、鲁棒性强、不需要确定被控对象的精确数学模型以及粗调快速等优点而被广泛的应用在控制领域中。但是,常规模糊控制器属非线性PD控制,在控制过程中存在调节“死区”的问题,其控制精度并不高,不能应用到控制精度要求比较高的场合。提高控制精度的方法有很多种,如模糊控制器与PID控制器构成的复合模糊控制器,也可以在不改变控制器结构的情况下,用论域收缩方法使得控制精度有所提高,这些方法都能在一定程度上提高模糊控制器的控制精度,但应用起来效果不是很明显。由于模糊控制器本质上是一种插值器,本论文研究从插值的角度去提高普通模糊控制器的控制精度。为了不增加模糊控制器的复杂程度,本论文重点研究了用带有余项的二元泰勒公式对模糊控制的控制规则表进行在线插值,在控制效果上等同于在控制规则表中相邻的输出点之间插入了很多个细分过的控制规则,从而达到增加控制器控制精度的目的。通过建立简化的控制系统的数学模型,并且分别用插值后的模糊控制和常规模糊控制器对其进行仿真,以此来验证插值模糊控制器的优良特性。从仿真的对比结果中得到了插值模糊控制的控制品质要优于常规模糊控制。本论文研究的插值模糊控制在不增加控制器其它结构的情况下,系统的动态性能有了很大的提高,稳态性能显著改善,能满足高精度控制的要求,对进一步提高模糊控制器的精度研究有一定的参考与借鉴价值,对工程实践也有相当大的应用价值。
【关键词】：模糊控制 控制精度 插值算法 仿真
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP273.4