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1、第6章模糊系統(tǒng)辨識(shí)與模糊自適應(yīng)控制6.1?????模糊系統(tǒng)辨識(shí)的建模方法建立被控對(duì)象模型的方法一般有三種:1.基于機(jī)理的建模;2.基于試驗(yàn)的建模;3.基于系統(tǒng)辨識(shí)的建模。Zadeh于1962年曾給出系統(tǒng)辨識(shí)的定義:系統(tǒng)辨識(shí)是在對(duì)輸入和輸出觀測(cè)的基礎(chǔ)上,在指定的一類系統(tǒng)中,確定一個(gè)與被識(shí)別的系統(tǒng)等價(jià)的系統(tǒng)。6.2基于模糊系統(tǒng)模型的模糊系統(tǒng)辨識(shí)1.模糊關(guān)系模型的概念一個(gè)模糊關(guān)系模型可以表示為:其中表示模糊算法;表示過程的有限離散輸出空間;表示過程的有限離散輸入空間;表示過程的有限離散輸入輸出空間中所定義
2、的所有基本模糊子集的集合。所謂模糊模型是描述系統(tǒng)特性的一組模糊條件語句,其形式如:2.模糊關(guān)系模型的品質(zhì)指標(biāo)(1)規(guī)則數(shù):不宜太多,否則太復(fù)雜;也不宜太少,否則精度低。(2),為測(cè)量次數(shù),為對(duì)t時(shí)刻輸出的估計(jì)值。3.建模方法(1)確定輸入輸出空間,選擇模糊變量;(2)確定模型結(jié)構(gòu);(3)建立模糊關(guān)系模型,即獲得一組模糊條件語句。6.3?????自適應(yīng)模糊系統(tǒng)預(yù)測(cè)自適應(yīng)模糊預(yù)測(cè)模型對(duì)預(yù)報(bào)值與實(shí)際值比較得到誤差,根據(jù)此誤差對(duì)預(yù)測(cè)表進(jìn)行修正,從而提高預(yù)測(cè)精度。舉例,見教材301~306頁。*基于T-S模型
3、的模糊系統(tǒng)辨識(shí)T-S模型是基于語言規(guī)則描述的,第條規(guī)則的形式為:易見輸出為一線性函數(shù):其中為輸出的估計(jì)值,為第i條規(guī)則的真值,6.4?????模型參考自適應(yīng)模糊控制原理1.適應(yīng)、組織和學(xué)習(xí)的基本概念適應(yīng):依外部條件變化而變化,使其保持某種特性不變。自適應(yīng)指自己去主動(dòng)適應(yīng)環(huán)境的變化,“自”字有自己、自動(dòng)的雙重意思。組織:組織是系統(tǒng)學(xué)中的一個(gè)概念,一個(gè)社會(huì)有各種組織,組織之間又有各種聯(lián)系和關(guān)系,分級(jí)等。學(xué)習(xí):學(xué)習(xí)是一種認(rèn)知活動(dòng),學(xué)會(huì)不懂的知識(shí),掌握某種技能等。自學(xué)習(xí)指沒有老師指導(dǎo)下,依靠自己的學(xué)習(xí)方式。
4、上述三個(gè)概念之間既有聯(lián)系又有區(qū)別,一般說來要想適應(yīng)就得要學(xué)習(xí),要想更好地學(xué)習(xí)就需要組織。2.自適應(yīng)控制基本概念自適應(yīng)的概念源于20世紀(jì)50年代航空航天中的飛機(jī)、火箭姿態(tài)控制問題。由于空中環(huán)境和飛行中的特性變化,經(jīng)典控制僅能滿足簡(jiǎn)單的飛行條件,在飛行條件變化的情況下,調(diào)節(jié)控制器參數(shù)給不出滿意的特性。于是提出需要設(shè)計(jì)一種更復(fù)雜的控制器,它能自動(dòng)地使自己適應(yīng)被控過程的變化特性。自適應(yīng)控制器要同時(shí)具備兩種功能:一是根據(jù)被控過程的運(yùn)行狀態(tài)給出合適的控制量,即控制功能。二是根據(jù)給出控制量的控制效果,對(duì)控制器的控
5、制決策進(jìn)一步改進(jìn),以獲得更好的控制效果即學(xué)習(xí)功能。自適應(yīng)控制器的結(jié)構(gòu):反饋控制回路實(shí)現(xiàn)控制功能;自適應(yīng)機(jī)構(gòu)回路實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)功能。因此自適應(yīng)控制器通常包含兩個(gè)反饋回路。3.自適應(yīng)控制的兩種主要形式(1)模型參考自適應(yīng)控制(2)自校正控制4.自適應(yīng)遞階模糊控制(1)問題的提出當(dāng)一個(gè)規(guī)則中有n個(gè)系統(tǒng)變量和模糊集合中含有m個(gè)元素時(shí),規(guī)則的全集有個(gè)不同規(guī)則。規(guī)則數(shù)和變量數(shù)成指數(shù)關(guān)系增長(zhǎng)。(2)遞階模糊控制規(guī)則所謂遞階就是分層控制,或者稱多回路控制。一般說來把最重要的變量作為低階控制器的輸入,依照重要程度分別作為第
6、二級(jí)、第三級(jí)…的輸入變量。這樣可以使模糊控制規(guī)則數(shù)顯著地減少。