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基于广义三I算法的模糊系统及响应能力的研究

李龙  
【摘要】:模糊推理是一种不确定性的推理方法,它是模糊专家系统、模糊控制系统等领域的重要理论基础.讨论基于模糊推理算法构成的模糊系统的响应能力是模糊控制理论的一个重要的研究方向.全蕴涵三I算法是王国俊教授1999年提出的一种新的模糊推理算法,是对CRI方法的改进和完善.虽然关于三I算法及构成的模糊控制器响应能力的分析在理论和实际应用中都取得了长足的进展,但是值得继续深入探讨的课题还有很多. 本论文的主要研究工作和结果如下: 1.广义三I算法的构建及基本性质的研究.在传统三I算法的基础上,分别就3个具体的模糊蕴涵算子,来讨论三I算法中三个模糊蕴涵算子分别取不同情形下的新的模糊推理算法(简称广义三I算法),并且讨论了该算法的连续性、逼近性问题,同时也考虑了它们的误差传播特性以及规则发生扰动时对模糊系统输出的影响. 2.基于广义三I算法设计的模糊系统响应能力的研究.将广义三I算法应用到模糊控制器中,通过模糊化、模糊推理及去模糊化过程得到控制系统的输出,即响应能力.基于前面构建的广义三I算法,讨论六种情形下构成的单输入单输出和双输入单输出的模糊系统响应能力;研究结果表明基于广义三I算法所构造的模糊系统具有插值性、泛逼近性,可考虑在实际模糊控制系统中使用. 3.研究规则聚合的改变对模糊系统响应能力的影响.在规则合成方法取―交‖的情形下,讨论了将规则组的―或‖聚合改为―与‖聚合时对模糊系统响应性能的影响.研究结果表明对于原本具有阶跃响应函数的模糊系统变得具有函数逼近的泛性,可考虑在实际模糊控制系统中使用. 4.模糊控制器的仿真.分析基于广义三I算法在模糊控制器中的推理效果图以及该模糊控制器的逼近特性;最后构建了一个自适应的模糊PID控制器,并与传统的PID控制器进行了比较,体现了基于广义三I算法的模糊控制器构成的模糊PID控制器在抑制超调现象、系统进入稳定状态的时间等方面具有优越性.


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