一種新型自適應(yīng)模糊控制算法

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1、一種新型自適應(yīng)模糊控制算法王雅靜(山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，山東淄博255049)摘要：全論域規(guī)則白調(diào)整模糊控制是冃前最常用的規(guī)則自調(diào)整模糊控制算法,但是該方法在調(diào)整時并沒有考慮誤差變化的影響。為此提出了一種新的控制算法，在隨誤差調(diào)整的同時，使曲線的斜率也隨誤差變化率變化，從而提高了系統(tǒng)的動、靜態(tài)特性。關(guān)鍵詞：模糊控制；規(guī)則自調(diào)整；曲線；斜率中圖分類號：TP301.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1004-4620(2005)05-0047-02ANewAlgorithmofSelf-adaptiveFuzzyControlWANGYa-jing(Inst

2、ituteofElectricandElectron,ShandongUniversityofEngineering?Zibo255049,China)Abstract:Theruleself-adaptivefuzzycontrolinfullregionisthemostcustomaryalgorithmatpresent,butitdoesn'tconsidertheeffectoftherateoferrorchange(EC)whenthecoefficientisadjusted.Anewalgorithmisbroughtforward,t

3、hatthesloperateofthecurveisadjustedwiththechangeofwhenisadjustedwithError.So,thedynamicandstatictraitofsystemisgreatlyenhanced.Keywords:fuzzycontrol;ruleself-adjustment;curve;sloperate1■、八—3^-冃IJ§全論域規(guī)則自調(diào)整模糊控制是目前最常用的規(guī)則自調(diào)整模糊控制算法，體現(xiàn)了按誤差的大小自動調(diào)整誤差對控制作用的權(quán)重，符合人在控制決策過程中的思維特點。這種調(diào)整方法既具有帶多個調(diào)

4、整因子的特點，又簡化了尋優(yōu)過程，易于實時實現(xiàn)其控制算法。但該法在調(diào)整a時并沒有考慮誤差變化慮的影響，而在系統(tǒng)的各個運(yùn)行階段，兀對控制性能具有不同的影響，因此該方法具有一定的局限性。例如：當(dāng)F很小時，按該法調(diào)整a也應(yīng)很小，這時控制作用主要取決予EC,ZE若也很小，則控制作用微弱，從而使系統(tǒng)響應(yīng)保持一定的誤差。雖然運(yùn)用Pl模糊控制能減小靜差，但是這種減小的過程有時是非常緩慢的；這時若加大?則可使誤差較快趨于0,控制效果反而更好。所以，誤差小時，a小不一定是最好的。在調(diào)整規(guī)則因子a時還應(yīng)考慮慮的影響。2系統(tǒng)分析任一控制系統(tǒng)，由于輸入給定發(fā)生變化，系統(tǒng)輸出響應(yīng)通常

5、可用圖1的實線來描述。為便于分析動態(tài)過程，將響應(yīng)曲線分為幾種不同的階段。圖1輸出響應(yīng)y(t)和規(guī)則因子a(t)的變化曲線階段I:〃>0,EC5系統(tǒng)響應(yīng)向設(shè)定值靠近。為使系統(tǒng)盡快消除偏差趨向穩(wěn)態(tài)，而在接近設(shè)定值時又不至于超調(diào)太大，此時a的變化趨勢應(yīng)由大變??；但當(dāng)化較大時，a應(yīng)相對小些，當(dāng)化較小時，則a應(yīng)相對大些。階段II：E<0,EC<0,系統(tǒng)響應(yīng)偏離設(shè)定值，此吋a應(yīng)適當(dāng)增加；蘭EC較大時，a的增加量應(yīng)相對小些。階段III：^<0,EQ0,系統(tǒng)響應(yīng)又向設(shè)定值靠近。當(dāng)E值較大時，a也應(yīng)較大，以使響應(yīng)迅速回到設(shè)定值，但當(dāng)化也較大時，Q應(yīng)相對小些，以免產(chǎn)生過調(diào)整。

6、階段IV：力>0,應(yīng)>0,系統(tǒng)響應(yīng)偏離設(shè)定值，此時應(yīng)適當(dāng)減??；當(dāng)尸和應(yīng)'較小時，a的減少量應(yīng)小些，使系統(tǒng)盡快穩(wěn)定。所以，在整個輸出響應(yīng)的動態(tài)過程中，比較合理的函數(shù)變化規(guī)律應(yīng)如圖1中的虛線所示"T。如何合理引入應(yīng)；使規(guī)則因子a能同時根據(jù)誤差E以及誤差變化化進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)上述調(diào)整規(guī)律，是本研究的重點。以往的方法都不能較好地實現(xiàn)這個控制思想，還有的學(xué)者通過引入函數(shù)S［護(hù)使規(guī)則因子a的自調(diào)整考慮了誤差變化財對a的影響，而這種引入僅是粗略的考慮。3變斜率調(diào)整方案基于以上分析，提出了變斜率的調(diào)整方案，即a-0曲線不再是簡單的一條或幾條直線，而是斜率隨誤差變化率而變化的

7、一個直線族，根據(jù)誤差變化率調(diào)整a-￡曲線的斜率，平衡E和EC的權(quán)重，從而實現(xiàn)在化較大時，—E曲線斜率也較大，加快系統(tǒng)響應(yīng)；同吋也使E較小吋，a相對更小，相對加強(qiáng)慮的作用,抑制在上一區(qū)間由于加快響應(yīng)而導(dǎo)致的較大的慣性沖力。繼而，系統(tǒng)趨于平穩(wěn)的時候，盡管E不大，但是歷也很小了，還能對E施以較大的權(quán)重，保證控制精度。如圖2所不，u同時根據(jù)E和EC的大小和關(guān)系自動調(diào)整，從而大大提咼系統(tǒng)的動、靜態(tài)特性。圖2變斜率修正曲線為了簡化計算，變斜率規(guī)則自調(diào)整模糊控制方法對修止因子采用粗細(xì)結(jié)合的方式進(jìn)行自調(diào)整。細(xì)調(diào)便是在每半個振蕩周期即圖3所劃分的每個響應(yīng)區(qū)域內(nèi)，根據(jù)E的實時

8、變化通過下式調(diào)整：U=-[aE+（1-a）EC][a=Ek+