doc 模糊PID控制器的鲁棒性研究外文文献翻译(共15页) ㊣ 精品文档 值得下载

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数,和延迟时间,这些参数通过阶跃响应法,频率响应,和闭环继电反馈等方法来描述,是种最常见最实用模型,尤其是在过程控制中。


通过式可以得到是个非线性项,没有明确分析表达。


显然,模糊控制可视为常规非线性补偿。


常规控制部分是,非线性补偿部分是。


基于内模控制模糊整定。


如果我们考虑非线性补偿作为个过程干扰,并设置为如图,基于内模控制模糊控制器可简化如下因此,为可以分解为,其中从而得到模糊在第水平上带宽可以通过适合来控制。


带宽和快速反应,值越小可得到较大带宽和较快响应速度,否则带宽变小,响应缓慢,因此,为了提高上升时间,值应该小,所以,两个参数和可得到确定。


备注模糊控制实际上是个传统控制器加上滑动控制。


由于滑模控制是种鲁棒控制所以模糊控制是力比传统控制有更好鲁棒性。


控制仿真在这节中,通过上述方法进行模糊整定控制性能与常规比较,选择和作为标准,数值越小意味着控制性能越好。


,在所有控制仿真中常规控制参数是由内模控制方法决定,模糊控制参数是由上述整定方法确定。


范例考虑个工业过程,所描述阶延迟环节,模型函数如下线性部分在过程中占主导地位。


小延迟时间意味着弱非线性特性。


由图可以看出,由于延迟时间小,常规控制和模糊控制差异不大。


然而,当延迟时间增加至,如图,模糊控制实现了优于常规控制控制性能。


此外模糊控制器增益低于常规控制器。


图范例中模糊控制实线和常规图延迟时间增加至,模糊控控制虚线性能比较制实线和常规控制虚线性能比较范例假设工业过成描述如下其中,假设不存在建模误差,在阶跃响应和奈奎斯特工业过程曲线基础上可获得逼近模型如下如图所示,常规控制和模糊控制差异不大。


因为该模型是正确。


但是,假设有建模误差和参数实际值是。


如图,模糊控制比常规控制实现更好控制性能。


此外,由图可以看出模糊控制器增益低于常规控制器。


图时,模糊控制实线和常规图时,模糊控制实线和常规控制虚线性能比较控制虚线性能比较结论本文介绍了种基于内模控制模糊控制器整定分析方法。


解析模型是第次应用于模糊控制器整定。


分析模型包括个线性控制及非线性补偿部分。


在内模控制方法基础上,模糊控制器参数可由过程干扰补偿部分来分析确定。


虽然扩大收益和是耦合,这程序是在解耦基础上滑动模型控制。


稳定性分析表明,该控制系统是全局渐近稳定。


模糊控制器采用此种整定方法比传统控制器有更鲁棒性强大。


仿真结果表明,模糊控制器通过此种整定方法,与传统控制器相比在动态和静态上都实现更好控制性能和更好鲁棒性。


参考文献,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,加上延迟环节,传递函数如下其中和分别是稳态增益,时间常数,和延迟时间,这些参数通过阶跃响应法,频率响应,和闭环继电反馈等方法来描述,是种最常见最实用模型,尤其是在过程控制中。


通过式可以得到是个非线性项,没有明确分析表达。


显然,模糊控制可视为常规非线性补偿。


常规控制部分是,非线性补偿部分是。


基于内模控制模糊整定。


如果我们考虑非线性补偿作为个过程干扰,并设置为如图,基于内模控制模糊控制器可简化如下因此,为基于内模控制模糊参数整定摘要在本文中将利用内模控制整定方法实现模糊控制。


此种控制方式首次应用于模糊控制器,它包括个线性控制器和非线性补偿部分。


非线性补偿部分可视为个干扰过程,模糊控制器参数可在分析基础上确定内模结构。


模糊控制系统利用李亚谱诺夫稳定性理论进行稳定性分析。


仿真结果表明利用内模控制整定模糊控制参数是有效。


引言般而言,传统控制器对于十分复杂被控对象控制效果不太理想,如高阶时滞系统。


在这种复杂环境下,众所周知,模糊控制器由于其固有鲁棒性可以有更好表现,因此,在过去年中,模糊控制器,特别是,模糊控制器因其对于线性系统和非线性系统都能进行简单和有效控制,已被广泛用于工业生产过程。


模糊控制器有多种形式,如单输入模糊控制器,双输入模糊控制器和三个输入模糊控制器。


般情况下,没有统标准。


单输入可能会丢失派生信息,三输入模糊控制器会产生按指数增长规则。


在本文中所采用双输入模糊控制器有个适当结构并且实用性强,因此在各种研究和应用中,是最流行模糊类型。


尽管业界对于应用模糊有越来越大兴趣,但从控制工程主流社会角度来看,它仍然是个极具争议话题。


原因之是模糊参数整定基本理论分析方法至今仍不明确。


因此,模糊控制器不得不进行两个级别整定。


在较低层次上,该整定是由调整增益获得线性控制性能。


在更高层次上调整,是由改变知识库参数以提高控制性能,然而调整知识库参数很难,此外,很难通过改变参数特性改善瞬态响应。


根据知识库传达般控制规则倾向于保持成员函数不变,通过离线设计和调试工作扩大增益,然而,由于由模糊控制器生成非线性控制表面复杂性,调整机制衡量因素和稳定性分析仍然是艰巨任务。


如果非线性能得到适当利用,模糊控制器可能得到比传统控制器更好系统性能。


些非常规调整方法已进行了介绍。


虽然非线性被认为是在增益裕度和相位裕度基础上获得,但是由于非线性因素,模糊控制器可能会产生比常规控制器较高增益。


而高增益可能使控制系统稳定性变差。


常规控制器很容易实现,大量整定规则可以涵盖广泛进程规格。


在常规控制器整定方法中,内模控制基础整定是在商业控制软件包中流行方法之,因为只需调整个参数,便可以生产更好设置点响应。


本文提出了种基于内模控制控制器整定分析方法,模糊控制器可分解为线性控制器加上非线性补偿部分控制器。


把非线性补偿部分近似看作个过程干扰,模糊参数就可以分析设计使用内模控制。


模糊控制器稳定性分析是根据李亚谱诺夫稳定性理论。


最后,通过仿真来证明此种调整方法是有效。


问题提出常规控制器常规控制器通常被描述为下列方程其中是跟踪误差,是比例增益,是积分增益,是微分增益,和分别是积分时间常数和微分时间常数,这些控制参数关系是和。


控制器传递函数可以表示如下在根轨迹中,控制器有两个零点和,个极点是原点。


条件是两个零点满足大于。


图内模控制配置图图内模控制配置图内模控制原则基本内模控制原则如图所示,其中是被控对象,˜是名义上模型对象,是控制器,和是设置点和干扰,和分别是被控对象输出和模型对象输出。


内模控制结构相当于古典单闭环反馈控制器如图所示,如果单闭环控制器如下及其中是被控模型最小相位部分,包含任何时间延迟和右零点,是个低通滤波器,般形式是调整参数是理想闭环时间常数是个待定正整数。


图模糊控制器结构模糊控制器模型模糊控制器如图所示,形式为及是种非线性时间变量参数,和分别是每个输入和输出成员函数半外延。


模糊控制实际上有两个层次增益。


扩大增益,和处于较低水平。


扩大增益调整将会影响模糊控制器效果,造成控制参数不断变化。


作为控制行为模糊耦合控制和以何种不同控制行动仍然没有非常清楚,这使得实际设计和调试过程相当困难。


基于内模控制模糊整定在模糊控制器整定基础上内模控制方法,通过分析模糊控制模型得到第个简单推导。


然后,参数模糊控制器可在内模控制基础上确定参数。


假设个工业过程可以模仿成阶加上延迟环节,传递函数如下其中和分别是稳态增益,时间常数,和延迟时间,这些参数通过阶跃响应法,频率响应,和闭环继电反馈等方法来描述,是种最常见最实用模型,尤其是在过程控制中。


通过式可以得到是个非线性项,没有明确分析表达。


显然,模糊控制可视为常规非线性补偿。


常规控制部分是,非线性补偿部分是。


基于内模控制模糊整定。


如果我们考虑非线性补偿作为个过程干扰,并设置为如图,基于内模控制模糊控制器可简化如下因此,为可以分解为,其中从而得到模糊在第水平上带宽可以通过适合来控制。


带宽和快速反应,值越小可得到较大带宽和较快响应速度,否则带宽变小,响应缓慢,因此,为了提高上升时间,值应该小,所以,两个参数和可得到确定。


备注模糊控制实际上是个传统控制器加上滑动控制。


由于滑模控制是种鲁棒控制所以模糊控制是力比传统控制有更好鲁棒性。


控制仿真在这节中,通过上述方法进行模糊整定控制性能与常规比较,选择和作为标准,数值越小意味着控制性能越好。


,在所有控制仿真中常规控制参数是由内模控制方法决定,模糊控制参数是由上述整定方法确定。


范例考虑个工业过程,所描述阶延迟环节,模型函数如下线性部分在过程中占主导地位。


小延迟时间意味着弱非线性特性。


由图可

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