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《西安电子科技大学》 2009年
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基于T-S模型的非线性系统的模糊控制

张果  
【摘要】: 与传统控制相比,模糊控制具有两大不可比拟的优点:其一,它在许多应用中可以有效且便捷地实现人的控制策略和经验;其二,它不需要知道被控对象精确的数学模型就可实现较好的控制。日本学者Takagi T和Sugeno M在1985年提出的Takagi-Sugeno (T-S)模糊模型,给模糊控制理论研究及应用带来了深远的影响,使模糊系统稳定性分析上升到新的理论高度。 本文分别基于T-S线性模型和T-S双线性模型,根据Lyapunov稳定性理论、鲁棒控制理论和H∞控制理论,结合线性矩阵不等式(LMI)技术,深入研究了模糊系统稳定性分析和稳定化控制问题。 主要工作有以下几个方面: 1.对带有时变时滞的T-S连续时滞模糊系统,考虑以前在推导过程中常被忽略的有用项而可能带来保守性这一问题,构造适当的模糊Lyapunov函数,得到了开环模糊系统时滞相关渐近稳定的充分条件。然后根据并行分布补偿算法,设计了状态反馈控制器,得到了闭环系统时滞相关渐近稳定的充分条件。 2.对于带有不确定的T-S连续时滞模糊系统,基于模糊Lyapunov函数方法,引入带有时变时滞的模糊自由权值矩阵,给出了模糊系统时滞相关鲁棒H∞稳定的新的充分条件。自由权值矩阵的引入,去掉了时滞量导数小于1的约束条件。 3.考虑公共Lyapunov函数方法的保守性,基于模糊Lyapunov函数方法和并行分布补偿算法,分别研究了时滞离散模糊系统的H∞稳定性和带有不确定的时滞离散模糊的鲁棒H∞稳定性。引入松弛变量,以线性矩阵不等式的形式分别给出了系统稳定的充分条件和控制器的设计方法。 4.研究了一类用T-S双线性模型表示的非线性系统的稳定性分析和控制问题。首先,给出了带有不确定多输入模糊双线性系统鲁棒H∞稳定化的充分条件;然后,研究了一类输入和状态都带有时变时滞的模糊双线性系统的时滞相关稳定控制并给出了控制器的设计方法;最后,考虑了基于静态输出反馈控制的模糊系统的稳定控制问题,以LMI形式给出了系统稳定的充分条件。 5.考虑离散模糊双线性系统的稳定控制问题。首先,基于公共Lyapunov函数,给出了多输入离散模糊系统渐近稳定的充分条件;然后,研究了输入和状态都带有时滞的离散模糊系统,采用LMI处理方法,提出了模糊控制器的存在条件及设计方法;最后,基于分段Lyapunov函数及切换模型,同时考虑同一个子空间内不同模糊子系统之间的相互作用,得到了系统渐近稳定的充分条件。 6.在控制器存在加性摄动的情况下,分别研究了带有时滞的连续、离散模糊双线性系统的非脆弱保性能控制。根据并行分布补偿算法,分别设计了模糊非脆弱保性能控制器,使得闭环模糊系统是渐近稳定的,而且对于一个给定的二次型性能指标,保证闭环系统的性能指标不超过给定的性能指标的上界。 7.研究了一类用T-S双线性模型表示的非线性关联大系统的分散鲁棒控制问题。根据Lyapunov稳定性理论和分散控制方法,得到了关联大系统分散鲁棒镇定的充分条件及模糊控制器的设计方法。 最后,对全文进行了概括性总结,并指出了有待进一步研究和完善的问题。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP13

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 胡文超;利用隶属函数信息的T-S模糊控制系统的稳定性研究[D];西南交通大学;2011年
2 徐红;模糊智能控制在船舶动力定位中的应用研究[D];大连海事大学;2012年
3 梁达;基于ARM的智能配电监测仪的数据采集与模糊处理研究[D];集美大学;2012年
4 王鹤;基于T-S模型的直线电梯单磁悬浮导向系统的模糊鲁棒控制[D];沈阳工业大学;2013年
5 袁耀;基于自适应模糊控制的船舶动力定位控制器设计研究[D];大连海事大学;2013年
6 毕晔飞;电力系统励磁调节器控制研究[D];燕山大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 王国俊;模糊推理的全蕴涵三I算法[J];中国科学E辑:技术科学;1999年01期
2 李平,孙优贤,周春晖;最优模糊控制器的系统设计[J];控制理论与应用;1995年01期
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9 贾磊,朱摩西,綦星光,孙优贤;用论域缩小逼近法消除模糊控制器的余差[J];信息与控制;1995年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 王艳艳;张珊珊;;基于MATLAB位置伺服系统的仿真研究[J];安阳工学院学报;2010年04期
4 韩崇伟,林廷圻,贾志勇;基于H_∞控制的PWM直流伺服系统设计[J];兵工自动化;2002年02期
5 陈振华;张广苏;罗举平;;虚拟样机的兵器性能模糊综合评判模型[J];兵工自动化;2009年04期
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8 宋胜利,张琦,严骏,王耀华,谢吉豪;排雷机械手指端轨迹的控制[J];兵工学报;2000年02期
9 张向军;管萍;刘小河;;电弧炉的间接自适应模糊鲁棒控制[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2009年04期
10 吴大方,高镇同,王永海;模糊控制在导弹瞬态气动热流试验中的研究[J];北京航空航天大学学报;2002年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 闫士杰;王旭;;基于H∞性能的微型燃机自适应模糊控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 莫红;王飞跃;;动态模糊规则下的语言动力系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
3 陈金江;范玉德;刘知贵;;基于模糊控制的超高压增压系统建模与仿真[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年
4 李洁;葛文奇;;轿车全自动HVAC控制器及其控制策略的研究[A];中国汽车工程学会汽车电子技术分会第七届(2006)年会暨学术研讨会论文集[C];2006年
5 陈月岩;;一种提高伺服系统控制性能的方法[A];科技创新与节能减排——吉林省第五届科学技术学术年会论文集(上册)[C];2008年
6 孙艳华;张欣欣;王小椿;;汽车底盘测功机模糊控制系统的研究[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
7 李茂军;;模糊控制表的快速生成和压缩存贮方法[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
8 陆怀布;;交流伺服电机模糊控制策略的研究[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
9 祝晓红;张云生;晋帆;;参数自调整的烟叶复烤机智能控制系统[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
10 雷德明;;基于遗传算法的三维模糊控制器[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯婷;离散时间Markov跳变系统的稳定性与鲁棒H_2/H_∞控制[D];山东科技大学;2010年
2 吴定会;风能转换系统的分析、控制与优化方法研究[D];江南大学;2010年
3 张志锋;感应电机无速度传感器直接转矩控制关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
4 胡庆;高层电梯垂直运动的鲁棒控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
5 何映思;模糊推理方法及模糊逻辑形式系统研究[D];西南大学;2011年
6 马丽娜;模糊推理方法及知识推理的计量化研究[D];陕西师范大学;2011年
7 胡明娣;逻辑度量空间的内蕴结构的研究[D];陕西师范大学;2011年
8 曾水玲;训练模式的不确定性对模糊系统的影响[D];南京理工大学;2011年
9 李庆春;新型PID模糊控制器的结构分析及应用研究[D];中南大学;2010年
10 王世华;碟型涵道式无人机总体设计及飞行控制系统理论与仿真研究[D];复旦大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 檀庭跃;智能控制算法在倒立摆系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
2 李娜;基于神经网络的非线性系统H_∞控制[D];广西师范学院;2010年
3 杨薇;多轴同步传动磨毛整理机控制技术研究[D];浙江理工大学;2010年
4 潘俊任;基于相似度的模糊推理算法研究[D];浙江理工大学;2010年
5 张波;基于嵌入式水质综合生物毒性在线自动分析仪控制器关键技术的研究[D];浙江理工大学;2010年
6 黄阿敏;基于蕴涵算子族的模糊逻辑理论[D];浙江理工大学;2010年
7 刘琪;正态云模型模糊推理系统及其应用研究[D];郑州大学;2010年
8 田雨;柴油机电液调速技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 陈猛;基于DSP和模糊PID的稳定平台的设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 万晨;船用汽轮循环泵动态仿真与优化[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李家炜,庞永杰,徐玉如,肖坤;用模糊逻辑实现动力定位船舶的艏向寻优[J];船舶工程;1998年02期
2 丁福光;王海坤;;一种实用的船舶艏向寻优方法研究[J];船舶工程;2008年06期
3 孙建红;高捷;;船舶配电监测信息采集装置研究[J];船电技术;2009年09期
4 唐剑飞;桂永胜;;舰船电力系统国内外最新进展与发展趋势[J];船电技术;2010年02期
5 徐会明;佟为明;韩卫群;;LEM电流电压传感器模块及其应用[J];电测与仪表;1992年10期
6 孙宜标,郭庆鼎,孙艳娜;基于模糊自学习的交流直线伺服系统滑模变结构控制[J];电工技术学报;2001年01期
7 王兴贵;郭亚男;任婷会;;非线性励磁控制器的研究[J];电机技术;2007年04期
8 唐桃波,夏云非,鲁文,杜万森;美国近年的停电事故及对我国电力系统安全稳定运行的启示[J];电力建设;2003年11期
9 彭咏龙,王仁洲,柳焯;同步发电机励磁控制研究综述[J];电力情报;1996年04期
10 王智涛,梅生伟;基于无源系统理论的励磁系统非线性最优控制[J];电力系统自动化;2000年22期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 潘永平;非线性系统鲁棒自适应模糊控制研究[D];华南理工大学;2011年
2 刘芙蓉;半潜船动力定位控制系统建模和仿真研究[D];武汉理工大学;2011年
3 颜文旭;有源电力滤波器的T-S建模及控制研究[D];江南大学;2011年
4 夏国清;水面舰船动力定位系统智能控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
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6 刘清;船舶操纵运动模糊神经网络控制系统研究[D];武汉理工大学;2002年
7 张友刚;基于LMI的一类关联模糊大系统的稳定性分析及分散化控制器设计[D];西南交通大学;2003年
8 徐正国;电磁永磁混合悬浮磁悬浮模型车控制方案的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2005年
9 陈志盛;基于LMI的非线性时滞系统的鲁棒模糊控制与滤波研究[D];中南大学;2005年
10 王永富;非线性系统的模糊建模与自适应控制及其应用[D];东北大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 祝乃杰;不确定T-S模糊系统的滑模控制方法研究[D];华东理工大学;2012年
2 张强;磁悬浮控制系统的研究[D];河北工业大学;2002年
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5 李剑锋;常导高速磁浮列车搭接结构的悬浮控制技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
6 杨蕾;智能配电网络监测终端的设计[D];华中师范大学;2007年
7 吴红波;大型机床磁悬浮平台刚度控制的研究[D];沈阳工业大学;2007年
8 郑文军;最优励磁控制设计及其应用的仿真研究[D];华北电力大学(河北);2007年
9 谢莉莉;基于神经网络的磁悬浮球的模型辨识与变结构控制研究[D];南京航空航天大学;2007年
10 王储;基于S3C2410/LINUX的嵌入式系统在列车监控装置中的应用[D];武汉科技大学;2008年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 喻金;一种箱式变电站及其实时监测系统的设计[D];南华大学;2013年
2 潘玲娇;噪声信号定位的同步数据采集系统设计[D];南京信息工程大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张念祖,朱汝辉,范懋基;单连杆弹性手臂控制的实验研究[J];福州大学学报(自然科学版);1993年05期
2 淳于怀太;;模糊控制器与积分控制器——混合应用的研究[J];化工自动化及仪表;1986年05期
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5 王国俊;蕴涵格与Stone表现定理的推广[J];科学通报;1998年11期
6 徐承伟;;关于Fuzzy调节器的积分作用[J];自动化学报;1985年02期
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8 吴望名;关于模糊逻辑的—场争论[J];模糊系统与数学;1995年02期
9 李洪兴;从模糊控制的数学本质看模糊逻辑的成功──关于“关于模糊逻辑似是而非的争论”的似是而非的介入[J];模糊系统与数学;1995年04期
10 张乃尧;典型模糊控制器的结构分析[J];模糊系统与数学;1997年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋斌;颜钢锋;;基于RBF神经网络的模糊自适应控制[J];电气自动化;2001年01期
2 孙多青,霍伟;基于规则灵敏度的模糊逻辑系统结构简化方法[J];北京航空航天大学学报;2002年02期
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4 柳炳祥;李海林;;基于云理论与神经网络集成的模糊系统[J];计算机应用;2008年02期
5 张松涛;王淑娟;;离散模糊系统的二次稳定控制器设计[J];电机与控制学报;2008年05期
6 陈以鸿;模糊数学与模糊系统应用成果学术交流会简讯[J];自然杂志;1984年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 申伟;张元培;;基于MATLAB的自适应神经网络模糊系统(ANFIS)的应用[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
2 李擎;郑德玲;汤新蓓;连晋生;;模糊神经网络泛化误差问题的研究[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
3 孙海龙;陈卫田;初学导;籍法俊;;模糊系统解耦问题的研究[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
4 张娟;贺仲雄;;智能集对系统SP-SYSTEM及其应用[A];全国自动化新技术学术交流会会议论文集(一)[C];2005年
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8 杨亚炜;张明廉;;有界积与强制积生成的模糊推理系统的逼近性质[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1998年
9 钮晓呜;秦春华;龚卫红;戚明;;一类模糊系统的整体渐近稳定性[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
10 刘晓华;王秀红;冯恩民;;基于模糊系统的非线性连续系统自适应调节器[A];第二十届中国控制会议论文集(下)[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 ;吴从炘:驰骋在泛函空间[N];科技日报;2004年
2 孙富春 孙增圻;计算智能技术[N];计算机世界;2001年
3 记者 刘宏;模糊技术具有强大生命力[N];江西日报;2000年
4 宁夏 杨勇杰;真正“傻瓜”的松下DMC-FX55数码相机[N];电子报;2007年
5 本报实习记者 高 原;倒立摆实验让模糊控制理论走向精确[N];大众科技报;2003年
6 ;模糊计算不“含糊”[N];计算机世界;2003年
7 本报记者 任诗芹 文霞平;全球智能控制与自动化大会在肥开幕[N];安徽日报;2000年
8 记者 朱萍 通讯员 谢成功;畅游在数学王国的人[N];伊犁日报(汉);2006年
9 记者 练玉春;全球首例“四级倒立摆实物系统控制”试验成功[N];光明日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭岗;模糊系统的稳定性分析与控制器设计[D];西安电子科技大学;2010年
2 谭彦华;B样条函数在模糊系统中的应用[D];大连理工大学;2013年
3 张乐;基于T-S模糊模型的几类模糊系统的稳定性与鲁棒可靠控制[D];东北大学;2008年
4 於东军;神经网络、模糊系统的几个问题研究及其在人脸识别中的应用[D];南京理工大学;2003年
5 张弘;基于遗传模糊系统的知识获取方法研究[D];吉林大学;2004年
6 张钊;模糊系统的推理及其稳定性分析[D];天津大学;2004年
7 卿铭;模糊熵及其在模糊系统优化中的应用[D];西南交通大学;2006年
8 马铭;基于数据驱动的模糊系统建模方法研究[D];吉林大学;2006年
9 张应奇;量化反馈镇定与有限时间控制[D];郑州大学;2009年
10 苏晓杰;随机干扰和时延环境下模糊系统的分析与优化综合研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周钦强;基于人工智能技术Naive Bayes文本自动分类系统研究[D];广东工业大学;2005年
2 朱玉鹏;信息融合的神经网络原理及应用研究[D];国防科学技术大学;2004年
3 刘大亮;基于模糊系统的MIROSOT机器人足球避障路径规划[D];太原理工大学;2005年
4 尉敏;基于模糊神经网络的绝缘子状态检测新方法的研究[D];东南大学;2006年
5 王江娟;基于神经网络的大气质量检测及评价方法的研究[D];太原理工大学;2005年
6 杨建林;非线性系统的模糊辨识方法与应用研究[D];武汉理工大学;2005年
7 张丽;模糊神经网络在短期负荷预测中的应用[D];华中科技大学;2005年
8 林文;基于ANN和FUZZY的装载机远程故障诊断专家系统研究[D];华中科技大学;2005年
9 孔明;基于神经网络和模糊系统的非线性随机控制[D];华中科技大学;2005年
10 吴海俊;模糊神经网络在列车制动控制中的建模及应用[D];北京交通大学;2008年
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