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《广西师范大学》 2000年
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模糊控制理论在滞后系统中的应用

肖勇  
【摘要】: 时间滞后系统是一种在工业生产中广泛存在的系统,由于它对控制量输出的纯延迟作用,使得控制量不能及时地反映到被控对象上,从而造成控制系统在超调量、静差及稳定性等控制性能方面显著地变坏。控制专家们对其进行了多年的研究,但至今尚未得出能在实际应用中对时间滞后系统进行有效控制的方法,因而它被公认为是一种较难控制的对象。 模糊控制作为智能控制中一种重要而有效的方法,以其特有的根据模糊集合理论,从人的控制经验中直接总结出控制规则的方法,为时间滞后系统控制方法的研究开辟了新的途径。 要将模糊控制理论应用于滞后系统并获得良好的效果,一般都要经过隶属函数的选取、控制规则的确定、模糊推理及控制表的计算等过程,还要选择合适的仿真模型进行反复的设计和修改,然后再到控制现场进行长时间的调试和修正,才能最终确定控制器的结构。这往往需要很长的周期。为了在模糊控制器的研究开发中,提高开发效率,缩短开发周期,减少设计调试和实时控制应用中的重复劳动,我们设计出了一个基于MATLAB的模糊控制器开发仿真软件包(FCDP)和与之相配套的基于DOS的实时模糊控制软件包(RTFCP)。 MATLAB是一个用于数值计算和图象处理的应用软件,它不仅有着强大的计算功能,还具有自成体系的可用于应用程序设计的高级语言。更主要的是,它包含的模糊逻辑工具箱(Fuzzy Logic Toolbox)可进行模糊控制器的设计和分析,其仿真工具(Simulink)能进行动态的系统仿真。所以FCDP选择MATLAB作为开发工具。它采用模块化的编程技术,充分利用MATLAB已有的工具箱和函数,并对其加以扩充,达到了设计一个模糊控制器所需的如下基本要求:1)控制器的设计采取面向结构图的设计方法,设计过程形象直观,便于组成各种控制模型,也容易进行参数的设置和修改;2)能方便地确定模糊控制器的输入输出、选取隶属函数、修改控制规则、完成模糊推理及反模糊化;3)能进行动态仿真,可迅速观察到仿真输出曲线和仿真输出数据,使控制器的分析变得容易;4)能及时地生成可用于实时控制的模糊控制表。 根据实时控制系统响应的快速性和控制可靠性的要求,RTFCP利用C语言,以结构化的程序设计方法设计成基于DOS平台的菜单形式。它可以方便地调入在FCDP中生成的模糊控制表来进行实时控制,并可打印、显示控制数据,操作简单,适用于一类定值滞后系统的控制。 对于用微机构成的实时控制系统可以选用已经商品化的数据采集板卡MS-1214A作为 数据采集电路和控制量输出电路。在设计中,系统的抗干扰是一个很重要的问题。采用信 号隔离技术等方法可以有效地提高硬件设备的抗干扰能力;而软件的设计则充分利用结构 化的特点,通过合理安排数据流程与模块结构,有效地保证了程序的可靠性和抗干扰能力。 利用FCDP所进行的仿真研究表明,模糊控制器能够实现对滞后系统的控制。而且通 过大量的仿真实验总结出的隶属函数及控制规则的选取所应具有的一些特点,将对适用于 滞后系统的模糊控制器的设计起到一定的指导作用。
【学位授予单位】:广西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:TP273.4

【引证文献】
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1 张春声;车用加热控制器应用研究[D];长安大学;2003年
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【参考文献】
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【共引文献】
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1 况清龙;基于逆变器的直流无源滤波器的优化设计及其可视化算法[D];南昌航空大学;2010年
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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