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合肥液壓機(jī)械廠>公司新聞
模糊操控體系設(shè)計(jì)在合肥液壓機(jī)上的優(yōu)越性
來(lái)源:合肥液壓機(jī)械廠   發(fā)布時(shí)間:2013年11月18日  瀏覽次數(shù):1161

 應(yīng)使論域中的任何一點(diǎn)對(duì)論域子集的隸屬度最大值都不能太小,否則可能會(huì)出現(xiàn)控制空檔,從而導(dǎo)致系統(tǒng)失控,為此任何一個(gè)模糊子集中的包含論域中的元素應(yīng)不少于兩個(gè),且相鄰模糊子集之間應(yīng)有交集。交集較小時(shí)控制過(guò)程較靈敏;較大時(shí)模糊控制器對(duì)于被控對(duì)象參數(shù)變化的適應(yīng)性強(qiáng),即魯棒性好。但交集過(guò)大會(huì)導(dǎo)致無(wú)法區(qū)分兩個(gè)語(yǔ)言變量值,因此可取整數(shù)論域N的元素個(gè)數(shù)為語(yǔ)言變量檔數(shù)的(1.5~2)倍。
  在中a表示的模糊子集稱為低分辨率子集,b表示的模糊子集為高分辨率子集。這兩種不同形狀的模糊子集將導(dǎo)致不同的控制性能。當(dāng)系統(tǒng)位置偏差在高分辨率模糊子集上變化時(shí),它對(duì)系統(tǒng)偏差的微小變化反映比較靈敏,易引起振蕩,但控制精度高;在低分辨率模糊子集上變化時(shí),系統(tǒng)反應(yīng)比較平滑,但控制精度較差。控制規(guī)則要考慮其條數(shù)、完整性、一致性和交互性,即要求獲得最優(yōu)控制規(guī)則數(shù)量,通過(guò)控制規(guī)則對(duì)控制過(guò)程中的任何狀態(tài)都能產(chǎn)生合適的控制輸出、相互矛盾的控制規(guī)則數(shù)最少、控制規(guī)則的輸出和實(shí)際控制原則相一致四個(gè)要求。控制規(guī)則將系統(tǒng)輸入的模糊量映射成模糊控制輸出量,所有控制規(guī)則集構(gòu)成模糊控制表。
  解模糊接口將模糊推理中得到的模糊控制作用轉(zhuǎn)化為執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠接受的精確量。常見(jiàn)的解模糊的策略有中心法和加權(quán)平均法。中心法使用MAX的方法,將推論求和后算出中心,其特點(diǎn)是穩(wěn)態(tài)效果較好。加權(quán)平均法則是將輸入變量的線性組合后,乘以各個(gè)模糊規(guī)則的權(quán)重再平均,其特點(diǎn)是適合作網(wǎng)絡(luò)調(diào)整和訓(xùn)練。模糊控制器可以看作是一個(gè)變?cè)鲆娴腜ID控制器。與常規(guī)的PID控制相比較,后者是對(duì)比例、積分、微分的線性組合,而前者是對(duì)比例、積分、微分的非線性組合。那么當(dāng)模糊控制器僅有一個(gè)輸入e時(shí),它相當(dāng)于一個(gè)非線性的比例調(diào)節(jié)器。模糊控制器的可變論域設(shè)計(jì)模糊控制要充分逼近真實(shí)的響應(yīng)函數(shù),意味著要有很多的控制規(guī)則。對(duì)于依賴領(lǐng)域?qū)<抑R(shí)總結(jié)控制規(guī)則的模糊控制器來(lái)說(shuō),是很難做到這一點(diǎn)的。因此,一般認(rèn)為模糊控制只適合于粗糙控制場(chǎng)合。對(duì)于高精度控制問(wèn)題,模糊控制的效果不夠理想,還得依靠古典控制。深入分析可以發(fā)現(xiàn),作為插值器的模糊控制器,要想在全局上充分逼近響應(yīng)函數(shù),規(guī)則數(shù)目必然很大。然而實(shí)際控制的目的往往是要把誤差控制在平衡點(diǎn)附近,而不關(guān)心接近平衡點(diǎn)之前的過(guò)程。以全局為基礎(chǔ)建立的規(guī)則集是以規(guī)則之不變應(yīng)誤差之萬(wàn)變,精度自然無(wú)法提高;若采用論域動(dòng)態(tài)調(diào)整方法,當(dāng)偏差e接近平衡點(diǎn)時(shí),縮小論域范圍就可以提高穩(wěn)態(tài)精度。一種常用的論域縮放方法是對(duì)偏差論域開(kāi)平方后再按照原來(lái)對(duì)偏差論域進(jìn)行分檔的方法進(jìn)行分檔。這樣在接近平衡點(diǎn)處論域劃分范圍就要精細(xì)一些。由于該算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,故在實(shí)踐中應(yīng)用很廣泛。
  實(shí)驗(yàn)表明,在相同工況下幾種控制算法控制效果對(duì)比,常規(guī)閉環(huán)控制需要一段較長(zhǎng)的速度調(diào)整區(qū)如所示,PID控制和常規(guī)模控制可以達(dá)到較快的響應(yīng)速度,但是此時(shí)難免產(chǎn)生超調(diào)如所示,PID控制這一點(diǎn)尤為明顯,所以盡管PID控制精度尚可,但不能同時(shí)滿足快速性和無(wú)超調(diào)兩個(gè)條件。

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