基于模糊控制技术的时延处理与MATLAB仿真
本文主要讨论了基于模糊控制技术的时延处理方法,并结合MATLAB仿真来验证其有效性。在经典控制理论中,PID控制是发展较为成熟的控制策略之一,对于可以建立精确数学模型的确定控制系统,其算法简单、鲁棒性好、可靠性高等优点得到充分体现。然而,在实际控制过程中往往具有非线性、时变、大时滞、不确定性等特点,无法建立精确的数学模型,应用传统控制理论方法往往不能达到理想的控制效果。
模糊控制技术具有十分突出的优点,即可以不需要被控对象的数学模型即可实现较好的控制,这是因为被控对象的动态特性已经隐含在模糊控制器的输入、输出模糊集及模糊规则中。同时,模糊控制技术可以有效且便捷地实现人人的控制策略和经验,模拟人的思维过程。
在处理受时延影响较大的系统时,经典控制理论仍是较常采用的控制策略。但是,探索如何将模糊控制应用于时延处理当中,也是人们关注的焦点。本文通过引入时延处理机制,使得模糊控制规则具有时延处理能力,从而达到运用模糊逻辑对非线性时滞系统进行控制的目的。
模糊逻辑控制系统结构图显示了通常情况下的双输入单输出的模糊逻辑控制系统结构图。模糊逻辑控制器(FLC)是一个典型的二输入单输出的模糊控制器,输入为e和Ae,e为参考输入值与输出端反馈到的值之差,即参考误差;Ae为当前时刻的e和上一个时刻的e值之差,即误差的变化。通过对这两个输入量进行模糊判定,可以得到控制调整值AP。
模糊控制算法系统控制由模糊控制器FLC实现,SIGd为参考输入值,并且输出的调整值可以根据调整后SIG值计算得出。模糊控制器首先需要将两个输入量模糊化,将其转化为适合人类思考的语义表达的模糊量。基于这两个模糊量,通过模糊规则库和模糊推理,得到控制调整值AP(模糊量),最后通过反模糊化处理得到FLC的控制输出AP。
模糊知识库由常见的IF THEN句型构成的模糊规则来描述。利用模糊规则集并结合一定的量化关系,便可以得到量化后的模糊控制决策表。
由于通常情况下,系统中的时延对其性能往往有着显著的影响,因此,有必要将时延的信息加入到模糊规则中,从而使得控制器具有对系统时延的处理能力。上述模糊算法描述的是通常情况下的二输入单输出的控制策略,为此,我们需要基于上述算法来做出适当的调整,得到具有时廷控制能力的模糊算法。
在MATLAB仿真中,我们可以使用模糊逻辑控制器来控制系统,并且可以通过模糊规则库来调整控制器的参数,以达到最佳的控制效果。通过仿真结果可以看到,模糊控制技术可以有效地处理时延问题,提高系统的控制性能。
本文展示了基于模糊控制技术的时延处理方法,并结合MATLAB仿真来验证其有效性。模糊控制技术可以有效地处理时延问题,提高系统的控制性能,是一种非常有前途的控制技术。