变论域自适应模糊控制器的VLSI实现研究
发布时间：2021-04-11 15:30
模糊控制已成功的应用于很多领域,但传统的模糊控制器的控制规则固定,由于缺乏自学习或自适应能力而限制了其控制效果。因此,研究在线自适应模糊控制器及其硬件实现成为必须。目前绝大部分自适应模糊控制电路调节的是控制规则的前件、后件参数,需要大量计算和存储资源,难以用电路尤其是模拟电路实现。这类传统自适应模糊控制器尚没有完整的模拟/混合信号实现的芯片。变论域自适应模糊控制器（VFLC）以其论域可变提高控制效果,自适应调节的参数仅有输入和输出论域伸缩因子,相比之下更容易用硬件实现。本文研究了它的VLSI实现,论文的主要工作和创新点如下:改进了VFLC的算法使之更适合硬件实现:取消了监督控制;提出一种新型的尖三角形隶属度函数来直接实现输入变论域过程,大大减轻了复杂性;将输出变论域部分在原有的积分调节法基础上增加求绝对值运算,使输出更加稳定可靠。首次提出VFLC的数字电路结构,用Verilog-HDL硬件描述语言描述其行为并验证,在ActiveHDL与Matlab/Simulink联合仿真环境下对非线性系统的闭环仿真显示该数字系统很好的完成了变论域功能。提出并实现了基于模拟电路的常规0阶T-S模糊控制...
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
1论域伸缩示意图
111( 1) ( 2)( 1, 2) ( 1) ( 2)( 1) ( 2)ni i inii i inii iiA x B x yF x x A x B x yA x B x=== = = ∑∑∑（3-4）文献[19]推导出论域变换后的控制器输出的插值形式为：( ) ( )1 21 2 1 211 1 2 2( , ) ( , )ni ii i iii ix xF x x x x A B yx xβα α= = ∑ （3-5）因此，变论域自适应模糊控制器的结构如图 3.2 框内所示。整个图是一个闭环控制系统，将被控物体的状态和参考输入相比较，其差值和差值的导数分别作为 VFLC 的两个输入变量 x1 和 x2，控制器的输出作用到被控对象，控制的目标是使其状态与参考输入信号的差值渐进为 0。最内的框图中是一个常规模糊控制器，包括模糊化、规则库、模糊推理和去模糊化部分，变论域自适应模糊控制器在其基础上增加了输入论域伸缩因子和输出论域伸缩因子。
图 3.6 多个模糊子集划分的输入变论域及混合型模糊化的两个例子均属于控制作用可分离的非线性系统，分别是和一个二阶混沌系统。用改进的变论域模糊控制器对这两控制结果和 Wang 的方法以及李洪兴的方法进行对比，的跟踪一个参考输入信号。线性系统的控制实例阶不稳定系统( )( )1( ) ( ),1( ) ( ).x tx tex t u tey t x t = ++=i控制 u(t)为 0 时，x(t)的导数与 x(t)的符号相同，显然这
【参考文献】：
期刊论文
[1]低功耗模糊控制器的CMOS模拟电路实现[J]. 单伟伟,王为之,靳东明. 清华大学学报(自然科学版). 2008(07)
[2]模糊控制器优化方法及其在传感器补偿中的应用[J]. 单伟伟,靳东明. 传感器与微系统. 2007(06)
[3]可变论域的模糊自整定控制方法[J]. 过润秋,谢素芬,李俊峰. 工业仪表与自动化装置. 2003(05)
[4]关于模糊系统研究的认识和评价以及其它[J]. 王飞跃. 自动化学报. 2002(04)
[5]回复:关于模糊理念的思考[J]. 王立新. 自动化学报. 2002(04)
[6]非线性系统的变论域稳定自适应模糊控制[J]. 李洪兴,苗志宏,王加银. 中国科学E辑:技术科学. 2002(02)
[7]四级倒立摆的变论域自适应模糊控制[J]. 李洪兴,苗志宏,王加银,李洪兴,李洪兴. 中国科学E辑:技术科学. 2002(01)
[8]模糊系统:挑战与机遇并存──十年研究之感悟[J]. 王立新. 自动化学报. 2001(04)
[9]高性能模糊控制研究[J]. 陈武,邓忠华,程善美. 模糊系统与数学. 2000(02)
[10]变论域自适应模糊控制器[J]. 李洪兴. 中国科学E辑:技术科学. 1999(01)
本文编号：3131511
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
1论域伸缩示意图
111( 1) ( 2)( 1, 2) ( 1) ( 2)( 1) ( 2)ni i inii i inii iiA x B x yF x x A x B x yA x B x=== = = ∑∑∑（3-4）文献[19]推导出论域变换后的控制器输出的插值形式为：( ) ( )1 21 2 1 211 1 2 2( , ) ( , )ni ii i iii ix xF x x x x A B yx xβα α= = ∑ （3-5）因此，变论域自适应模糊控制器的结构如图 3.2 框内所示。整个图是一个闭环控制系统，将被控物体的状态和参考输入相比较，其差值和差值的导数分别作为 VFLC 的两个输入变量 x1 和 x2，控制器的输出作用到被控对象，控制的目标是使其状态与参考输入信号的差值渐进为 0。最内的框图中是一个常规模糊控制器，包括模糊化、规则库、模糊推理和去模糊化部分，变论域自适应模糊控制器在其基础上增加了输入论域伸缩因子和输出论域伸缩因子。
图 3.6 多个模糊子集划分的输入变论域及混合型模糊化的两个例子均属于控制作用可分离的非线性系统，分别是和一个二阶混沌系统。用改进的变论域模糊控制器对这两控制结果和 Wang 的方法以及李洪兴的方法进行对比，的跟踪一个参考输入信号。线性系统的控制实例阶不稳定系统( )( )1( ) ( ),1( ) ( ).x tx tex t u tey t x t = ++=i控制 u(t)为 0 时，x(t)的导数与 x(t)的符号相同，显然这
【参考文献】：
期刊论文
[1]低功耗模糊控制器的CMOS模拟电路实现[J]. 单伟伟,王为之,靳东明. 清华大学学报(自然科学版). 2008(07)
[2]模糊控制器优化方法及其在传感器补偿中的应用[J]. 单伟伟,靳东明. 传感器与微系统. 2007(06)
[3]可变论域的模糊自整定控制方法[J]. 过润秋,谢素芬,李俊峰. 工业仪表与自动化装置. 2003(05)
[4]关于模糊系统研究的认识和评价以及其它[J]. 王飞跃. 自动化学报. 2002(04)
[5]回复:关于模糊理念的思考[J]. 王立新. 自动化学报. 2002(04)
[6]非线性系统的变论域稳定自适应模糊控制[J]. 李洪兴,苗志宏,王加银. 中国科学E辑:技术科学. 2002(02)
[7]四级倒立摆的变论域自适应模糊控制[J]. 李洪兴,苗志宏,王加银,李洪兴,李洪兴. 中国科学E辑:技术科学. 2002(01)
[8]模糊系统:挑战与机遇并存──十年研究之感悟[J]. 王立新. 自动化学报. 2001(04)
[9]高性能模糊控制研究[J]. 陈武,邓忠华,程善美. 模糊系统与数学. 2000(02)
[10]变论域自适应模糊控制器[J]. 李洪兴. 中国科学E辑:技术科学. 1999(01)
本文编号：3131511
本文链接：https://www.wllwen.com/shekelunwen/ljx/3131511.html
