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机器学习讲义p模糊推理和模糊逻辑控制.ppt

发布:2019-08-30约9.71千字共234页下载文档
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4.2 相平面法 相平面法用于分析非线性二阶系统的运动、状态变化 。 4.2.1 基本概念 二阶系统的描述 误差传递函数 运动方程(状态方程) 相平面法步骤 取 、 作为决定二阶系统状态的变量 ; 从 、 中消去变量 ,求得 ; 在 平面上来描述系统的状态的运动 。 相平面法的有关概念 相平面(状态平面): 平面; 相轨迹线(状态轨迹线):表示点的轨迹线; 相平面图:相平面和相平面上的相轨迹线; 相轨迹法:用相平面图分析系统运动情况的方法 。 4.2.2 绘制方法 等倾线法 圆弧法 等倾线法的有关概念 思路:任何曲线都可以用一系列折线近似。如果能够得到相平面中任意一点处相轨迹曲线的切线的斜率,就可以画出通过该点的相轨迹曲线的切线,并用它近似地代替该点附近的相轨迹曲线。 等倾线:切线斜率相同的点构成的线 等倾线法:用等倾线来确定相平面中相轨迹曲线的切线的分布,然后再绘制相轨迹曲线 等倾线 运动方程: 相平面中相轨迹曲线的切线的斜率: 等倾线 设斜率 令 相轨迹曲线-例 某二阶线性系统的运动方程: 等倾线方程 相轨迹线的绘制 4.2.3 相轨迹曲线的性质 曲线的走向: 上半平面: , 增加,向右运动 下半平面: , 减小,向左运动 相轨迹曲线的性质 正交性:与横轴正交,斜率为无穷大 奇点: 斜率为不确定,是相轨迹曲线的交点。 典型的相轨迹曲线 1 典型的相轨迹曲线 2 典型的相轨迹曲线 3 典型的相轨迹曲线 4 典型的相轨迹曲线 5 典型的相轨迹曲线 6 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 6.4.1 模糊数的定义 设U是实数域, , 称为模糊数, 如果满足: 是凸模糊集 是正则模糊集 6.4.2 模糊数的四则运算 例-模糊整数 6.4.3 基于模糊数的模糊控制器设计 将语言变量值转化为模糊整数 基于解析表达式的模型 四舍五入取整运算 修正因子 2个修正因子 4个修正因子 模糊规则表 阶跃响应 阶跃响应 7 自适应模糊控制 7.1 目的 时变的对象 系统的老化 经验或知识的缺失 7.2 自适应模糊控制的种类 基于直接性能反馈的直接自适应 基于控制对象模型辨识的间接自适应 离线式 在线式 7.3 自适应实例 自适应模糊控制器的结构 模型参考自适应控制系统 模型参考模糊自适应控制系统 模型参考模糊自适应控制系统 模型参考模糊自适应控制系统 自校正模糊控制系统框图 自校正模糊控制器 PID控制框图 查阅电动助力转向EPS(Electric Power Steering)的有关资料,并结合模糊控制技术,就解决方案撰写一篇3000字左右的论文。 作业 典型助力特性曲线 6.1.4 规则的完备性、一致性与交互性 完备性:主导规则, 一致性:规则矛盾 交互性:复杂 6.2 模糊PID控制 6.2.1 采用PID控制原理的模糊控制器 利用相平面分析可以对模糊控制规则进行调整。其原理是在模糊控制器的论域内跟踪受控闭环系统的轨迹。对系统有可能进行全局性的规则更新或修改。 要求 相平面分析的知识 闭环系统行为的直觉性感知 阶跃响应的模糊相平面分析 模糊分割 规则 1 规则 2 6.2.2 PID控制器参数的模糊整定 PID参数模糊整定 例 变化范围根据经验或实验确定 PID参数模糊整定 例 将 归一化变成 PID参数模糊整定 例 积分时间常数由微分时间常数决定 PID参数模糊整定 例 的隶属度函数 模糊分割 隶属度函数定义 PID参数模糊整定 例 模糊规则 PID参数模糊整定 例 参数整定方法 起始阶段(a):需要大的控制信号以加速上升过程,即大的比例增益、大的积分增益和小的微分增益; 模糊调整规则 模糊调整规则 模糊调整规则 二阶系统结果比较 三阶系统结果比较
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