锥模糊系统及其在非线性系统建模中的应用

发布时间：2023-06-28 04:03

　　模糊系统能有效地对具有不确定性的复杂非线性系统建模,可以充分利用领域专家通过语言描述的经验知识,使得模糊系统易于理解,因此模糊系统在实际系统建模和控制中有很多应用.理论上,模糊系统的精度与模糊规则数有关,模糊规则越多,所建模糊模型精度越高.然而,实际操作中,当对某些非线性系统进行模糊建模时,单纯地增加模糊规则数对于模糊模型精度的提高非常有限,有时反而极大地增加了整个建模过程的计算量,导致模糊规则的冗余和模型的过拟合问题,故复杂度和精度的折中成为了模糊系统辨识研究中的热点问题.因此,如何设计简洁有效的模糊系统,提高其逼近精度,并降低计算复杂度就成为本文研究的主要出发点.本文的主要工作包括以下几个方面:(1)将一维空间的模糊集推广到二维空间,提出了锥模糊集的概念,应用锥模糊集去构造模糊系统,得到了基于模糊网格划分的Mamdani型和T-S型锥模糊系统,并详细讨论了锥模糊系统的推导过程及设计步骤.传统模糊系统模糊规则前件的计算需要通过t-范数来实现,在锥模糊系统推导过程中无需t-范数计算,从而简化了模糊系统的结构和运算.证明了锥模糊系统的泛逼近性和逼近精度,其中四棱锥模糊系统和三棱锥模糊系统...

【文章页数】：131 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 模糊系统理论研究进展
        1.2.1 模糊系统简介
        1.2.2 模糊系统的泛逼近性
        1.2.3 二型模糊系统
        1.2.4 递阶模糊系统
        1.2.5 模糊神经网络
        1.2.6 基于智能算法优化的模糊系统
        1.2.7 模糊推理建模法
    1.3 本文的主要研究内容
2 模糊系统的构造与模糊建模
    2.1 模糊系统的构造及其泛逼近性
        2.1.1 模糊化
        2.1.2 知识库
        2.1.3 模糊推理
        2.1.4 解模糊化
        2.1.5 泛逼近性
    2.2 模糊系统辨识
        2.2.1 结构辨识
        2.2.2 参数辨识
    2.3 模糊推理建模法
3 锥模糊系统
    3.1 锥模糊系统的构造及其泛逼近性
        3.1.1 锥模糊集合
        3.1.2 模糊规则的改进
        3.1.3 锥模糊系统的构造过程
        3.1.4 锥模糊系统的设计
        3.1.5 锥模糊系统的泛逼近性
        3.1.6 T-S型锥模糊系统
    3.2 仿真实验
    3.3 本章小结
4 基于锥模糊系统的建模方法
    4.1 基于四棱锥模糊系统的建模方法
        4.1.1 基于四棱锥模糊系统的输入输出模型
        4.1.2 基于四棱锥模糊系统的状态空间模型
        4.1.3 建模步骤
        4.1.4 仿真实验
    4.2 基于三棱锥模糊系统的建模方法
        4.2.1 基于三棱锥模糊系统的输入输出模型
        4.2.2 基于三棱锥模糊系统的状态空间模型
        4.2.3 仿真实验
    4.3 基于T-S锥模糊系统的建模方法
        4.3.1 基于T-S型四棱锥模糊系统的输入输出模型
        4.3.2 基于T-S型三棱锥模糊系统的输入输出模型
        4.3.3 仿真实验
    4.4 本章小结
5 基于锥模糊系统的非线性系统辨识
    5.1 基于改进K-means聚类算法的锥模糊系统辨识
        5.1.1 改进的K-means聚类算法
        5.1.2 遗传算法的编码方法
        5.1.3 锥模糊系统辨识流程
        5.1.4 仿真实验
    5.2 基于递阶锥模糊系统的非线性系统辨识
        5.2.1 递阶锥模糊系统
        5.2.2 递阶锥模糊系统辨识流程
        5.2.3 仿真实验
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介



本文编号：3835943