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模糊积分和控制理论的研究及在自吸泵中的应用

单云霄  
【摘要】:模糊分析学作为一门新兴的应用性比较强的学科,尽管它仅仅只有不到五十年的历史,但其中的模糊算子和模糊控制在实际问题中的应用十分广泛,发展也极为迅速,在当今的高科技大数据时代兴起的人工智能领域和自动控制领域中已成为了热点研究问题。因此,模糊积分和控制理论的研究是十分必要的。本文研究内容的具体工作如下:1.针对模糊概率、模糊测度及其积分的相关定义、定理研究,给出两种较理想的γ-模糊算子形式,证明出满足三角范算子条件;并在提出的关联性测度空间背景下,给出广义Sugeno概率积分的定义、定理,对若干满足条件的定理进行验证,证明其可行性。2.为了对自吸泵在不同情况下的性能状态进行精准检测评估,更好地权衡自吸泵工作性能参数对整体水泵系统性能状态的影响。本文以一台80-70Z型号自吸水泵为研究对象,提出了一种新的Sugeno模糊拟和算子及模糊积分并将其应用于模糊概率运算的新方法。首先利用该方法得出单体水泵性能状态的模糊概率值;其次运用模糊综合评价法对各水泵的性能状态所属评价集进行有效评估;最后将所得的模糊概率值与综合评判结果进行比对,实验结果十分一致。从而验证了该方法的可靠性,并克服了模糊综合评判法在实际应用中的局限性和模糊性。3.针对传统模糊控制器在实际应用中被微小随机量影响,导致控制效果不理想的问题,提出一种随机变论域模糊控制器实现控制的新方法。首先,在原有伸缩因子特性的基础上给出一种随机变论域伸缩因子,并进行仿真实验分析它的伸缩性能;然后,将该伸缩因子与模糊控制器结合,应用在自吸泵吸排气系统中并给出完整控制实现的过程,在验证随机变论域模糊控制器控制效果的同时将复杂的机械控制转变成简单高效的模糊控制;最后,通过仿真实验将传统模糊控制器与随机变论域模糊控制器的控制效果进行分析对比,得出所设计的模糊控制器的控制性能明显提升,整个控制过程较平稳,且响应时间大大缩短,在机械以及相关领域都有较强的应用价值。


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