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一类非线性系统的广义模糊双曲正切模型自适应控制器设计

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控制与决策 2016年第3期31卷 417-422页

作者：范永青王文庆江祥奎王丽杨西安邮电大学自动化学院西安710121 顺德职业技术学院电子与信息工程学院广东佛山528300

针对一类非线性系统的稳定控制器设计问题,根据广义模糊双曲正切模型的万能逼近性质,提出一种带有可调参数的广义模糊双曲正切模型的自适应控制器设计方法.该设计方法的优点是使得自适应律的个数不依赖于广义模糊双曲正切模型的线性基... 详细信息

针对一类非线性系统的稳定控制器设计问题,根据广义模糊双曲正切模型的万能逼近性质,提出一种带有可调参数的广义模糊双曲正切模型的自适应控制器设计方法.该设计方法的优点是使得自适应律的个数不依赖于广义模糊双曲正切模型的线性基函数的输出形式,可以有效减少在线估计的参数数目,并且能够保证被控系统的状态一致终极有界.最后通过数值算例表明了所提出的设计方法的有效性.

关键词：非线性系统广义模糊双曲正切模型自适应控制一致终极有界

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基于广义模糊双曲正切模型的自适应控制器

控制与决策 2004年第11期19卷 1301-1304页

作者：张明君张化光东北大学信息科学与工程学院

针对一类非线性函数未知的非线性离散系统,提出一种新的基于广义模糊双曲正切模型的参考模型自适应控制器设计方法,并利用Lyapunov稳定性理论证明了该控制器是全局渐近稳定的.仿真例子证明了该方法的有效性.

关键词：广义模糊双曲正切模型自适应控制渐近稳定

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基于广义模糊双曲正切模型的船舶航向控制

基于广义模糊双曲正切模型的船舶航向控制

作者：陈佳泽大连海事大学

学位级别：硕士

船舶航向控制系统是船舶最重要的操控系统之一。妥善的进行船舶航向控制不但能够减轻船员的劳动强度,而且对于船舶在海上航行方面的安全也至关重要,因此一直作为研究热点。近几年来前沿技术被应用于船舶航向系统,船舶航向控制进入了智... 详细信息

船舶航向控制系统是船舶最重要的操控系统之一。妥善的进行船舶航向控制不但能够减轻船员的劳动强度,而且对于船舶在海上航行方面的安全也至关重要,因此一直作为研究热点。近几年来前沿技术被应用于船舶航向系统,船舶航向控制进入了智能航向控制的全新发展阶段。然而研究难点不容忽视,船舶航向控制的发展对模型描述的准确度,系统控制的精度提出了更高的标准。首先,传统模糊模型尽管能够处理由于船舶的载况、航速变化等原因造成的船舶运动控制中的非线性问题,但是这些逼近手法辨识结构复杂,计算量庞大,增加控制器运算负担。这是不容忽视并迫切需要解决的问题,也是非线性船舶航向系统控制的巨大研究难点。其次,现有的航向控制中舵角输入饱和常被忽略,尽管在模拟运行时不存在由于实船设备和安全航行规则的限制,但从实际出发该问题不容忽视。最后,由于以往研究航向控制器设计时常常忽视外界干扰的复杂性和随机性,以致于无法建立更符合工程实际的受控模型,进而难以做到准确的控制器设计。因此,在本文中提出两种基于广义模糊双曲正切模型(Generalized Fuzzy Hyperbolic Model,GFHM)的船舶航向运动控制算法,能够有效处理船舶航向控制中的非线性问题简化辨识参数。同时,考虑航向控制器限制条件能够有效补偿饱和的输入舵角,考虑外界干扰的复杂性与随机性能够对其进行刻画及容纳。本文主要研究内容如下:其一,针对考虑舵角输入饱和的非线性船舶航向控制系统设计了一种基于GFHM的饱和船舶航向控制算法。该算法采用了GFHM对船舶航向模型中的非线性项实现全局逼近,这是一种更适合多变量非线性问题的处理方式,相较于传统模糊模型具有辨识参数少、辨识速度快的优点。同时本文借助一种“舵角内补偿”辅助设计系统在控制器设计中通过引入饱和函数及辅助补偿变量得到最终控制率解决输入饱和问题。其二,针对具有复杂噪声影响下考虑舵角输入饱和的非线性船舶航向系统,设计了一种基于GFHM的对存在噪声及饱和情况下的船舶航向控制算法。该算法在解决船舶运动模型非线性及饱和问题的同时引入了非白噪声对复杂的干扰进行刻画以重新进行受控航向系统模型的优化,并且基于RDEs理论框架(Random Differential Equations)与李雅普诺夫方法融合进行稳定性证明。该算法控制下船舶航向系统是噪声状态下依概率渐近稳定(Noise-to-State Stable in Probability,NSS-P),系统状态是依概率渐近增益的(Asymptotic Gain in Probability,AG-P)。本文主要创新型成果概述如下:(1)本文提出了一种更适合逼近非线性船舶航向系统的控制方法,应用GFHM处理系统非线性问题相较于传统船舶模糊模型有效地简化了辨识参数,且由于结构特殊该方法更适合处理船舶等已知变量有限的多元非线性系统。(2)为了消除输入饱和限制的影响,在控制器设计过程中引入了“舵角内补偿”辅助设计系统,其有效补偿了由于船载设备自身限制及船舶安全驾驶规则等原因导致的舵角饱和问题,使得控制算法更具工程实际意义。(3)为了对系统更精确的控制,利用非白噪声来描述海洋环境中的复杂扰动更为合理和准确。同时基于RDEs理论框架进行控制器设计与稳定性分析。使得船舶航向系统在所提出的方法控制下是依概率渐近稳定的。

关键词：船舶航向控制广义模糊双曲正切模型输入饱和随机微分方程

基于广义模糊双曲正切模型不确定系统的自适应控制

同方学位论文库评论

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岭南师范学院学报 2015年第6期36卷 44-51页

作者：吴秀敏金朝永解元广东工业大学应用数学学院广东广州510520

对于解决一类含有外部扰动的非线性系统的不确定项,本文提出了一种自适应控制方法,该方法基于广义模糊双曲正切模型(GFHM),利用GFHM的全局逼近特点,模糊规则数少,辨识精度高的优点,结合backstepping技术,设计系统的自适应控制器,保证系... 详细信息

对于解决一类含有外部扰动的非线性系统的不确定项,本文提出了一种自适应控制方法,该方法基于广义模糊双曲正切模型(GFHM),利用GFHM的全局逼近特点,模糊规则数少,辨识精度高的优点,结合backstepping技术,设计系统的自适应控制器,保证系统所有信号有界与跟踪误差收敛性.通过仿真实例的比较说明了本文的方法逼近效果比传统的自适应模糊控制方法好.

关键词：不确定系统广义模糊双曲正切模型自适应控制 backstepping设计方法

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基于广义模糊双曲正切模型的管道检漏方法

电子设计工程 2013年第16期21卷 53-55页

作者：张红娜内蒙古民族大学物理与电子信息学院内蒙古通辽028000

为了更加准确的检测管道的泄漏,保护国家财产和自然环境,本文提出一种基于广义模糊双曲正切模型的输油管道泄漏检测方法。将阀门开度,泵的状态,流量,温度,压力,密度作为输入变量,采用广义模糊双曲正切模型来区分负压波的来源,并通过输... 详细信息

为了更加准确的检测管道的泄漏,保护国家财产和自然环境,本文提出一种基于广义模糊双曲正切模型的输油管道泄漏检测方法。将阀门开度,泵的状态,流量,温度,压力,密度作为输入变量,采用广义模糊双曲正切模型来区分负压波的来源,并通过输出值来判断是否发生泄漏。利用现场采集来的数据结合MATLAB进行大量仿真,给出仿真结果证实了基于广义模糊双曲正切模型检测管道的泄漏,能够有效的排除因调泵、调阀等正常的管道工况调整引起的参数波动而出现的误报警。

关键词：广义模糊双曲正切模型神经网络泄漏检测负压波

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一种高解释性的改进的广义模糊双曲正切模型

江苏工业学院学报 2009年第2期21卷 67-70页

作者：王峰徐守坤江苏工业学院信息科学与工程学院江苏常州213164

提出了一种高解释性的改进的广义模糊双曲正切模型,证明了此模型的模糊规则基的每一条规则的后件是此模型输出在相应的规则中心的Taylor一阶展开,它仍然是一个全局逼近器。给出了此模型的训练算法,仿真结果表明了该模型具有更高的逼近... 详细信息

提出了一种高解释性的改进的广义模糊双曲正切模型,证明了此模型的模糊规则基的每一条规则的后件是此模型输出在相应的规则中心的Taylor一阶展开,它仍然是一个全局逼近器。给出了此模型的训练算法,仿真结果表明了该模型具有更高的逼近精度。

关键词：广义模糊双曲正切模型全局逼近器函数逼近

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模糊双曲正切模型研究综述

自动化学报 2013年第11期39卷 1849-1857页

作者：会国涛张化光汪刚解相朋吴振宁东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110819 华中科技大学控制系武汉430074

模糊双曲正切模型(Fuzzy hyperbolic tangent model,FHM)是一种全局模糊模型也是一种神经网络模型.根据此模型设计的控制器能够实现系统的性能指标达到最优.FHM与其他模糊模型相比,更加适用于对多变量及系统内部信息所知有限的非线性系... 详细信息

模糊双曲正切模型(Fuzzy hyperbolic tangent model,FHM)是一种全局模糊模型也是一种神经网络模型.根据此模型设计的控制器能够实现系统的性能指标达到最优.FHM与其他模糊模型相比,更加适用于对多变量及系统内部信息所知有限的非线性系统进行建模.本文依据FHM的模型发展历程对现有的研究成果加以总结,并对这一研究领域内待解决的问题和未来发展方向作了进一步的展望.

关键词：模糊双曲正切模型广义模糊双曲正切模型时滞模糊双曲正切模型神经网络

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广义模糊双曲正切PID控制器性能分析

长春工程学院学报（自然科学版） 2005年第2期6卷 9-12页

作者：元新艳黎明张化光海信光电公司青岛266000 东北大学信息学院电气自动化研究所沈阳110003

从功能的角度分析了广义模糊双曲正切PID控制器本质特点和控制能力的问题。首先提出了基于广义模糊双曲正切模型的PID控制器,通过系统地分析控制器的结构,证明了该控制器的性能优于传统的线性PID控制器。通过解析分析,分析了该控制器的... 详细信息

从功能的角度分析了广义模糊双曲正切PID控制器本质特点和控制能力的问题。首先提出了基于广义模糊双曲正切模型的PID控制器,通过系统地分析控制器的结构,证明了该控制器的性能优于传统的线性PID控制器。通过解析分析,分析了该控制器的非线性变化能力。为简化调节参数,提出了三区域广义模糊双曲正切PID控制器。最后,将该控制器和几类经典的模糊PID控制器进行了比较。

关键词：广义模糊双曲正切模型 PID控制器非线性变化能力

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一种控制增益函数未知的自适应模糊控制

大连理工大学学报 2014年第2期54卷 257-261页

作者：张明君邵诚李世宽大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024 大连大显集团辽宁大连116620

针对一类控制增益函数未知的、含有不确定项的非线性系统,为实现其跟踪控制目标,提出了一种鲁棒直接自适应模糊控制方法.该方法仅要求控制增益函数为有界函数,用广义模糊双曲正切模型逼近一个与控制增益函数无关的新颖的等价控制器,并... 详细信息

针对一类控制增益函数未知的、含有不确定项的非线性系统,为实现其跟踪控制目标,提出了一种鲁棒直接自适应模糊控制方法.该方法仅要求控制增益函数为有界函数,用广义模糊双曲正切模型逼近一个与控制增益函数无关的新颖的等价控制器,并为消除系统中的不确定项和逼近误差设计了一个双曲形式的鲁棒补偿控制项,从而保证了系统跟踪误差收敛到原点的一个小的邻域内,且所有的变量一致有界,控制输入平滑没有抖振.利用Lyapunov函数证明了该算法的有效性,并用倒立摆仿真实例进行了验证.

关键词：模糊自适应控制控制增益函数未知广义模糊双曲正切模型非线性系统