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通过:呒低成杓频纳蕉谎∥
经典控制理论对于解决线性定常系统的控制问题是很有效的,然而,对于非线性时变系统却难以奏效。随着计算机的应用和发展,自动控制理论取得了飞跃性的发展。基于状态变量描述的现代控制理论对于解决线性或非线性、定常或时变的多输入与多输出系统的控制问题,已获得了广泛和成功的应用。但是,无论采用经典控制理论还是现代控制理论的控制系统,都需要事先知道被控对象(或过程)的精确数学模型,然后根据数学模型以及给定的性能指标,来选择适当的控制规律,来进行控制系统设计。然而,在许多情况下,被控对象的精确数学模型很难建立,这样,对于这类对象或过程就很难进行自动控制。
事实上,对于复杂的、多因素影响的生产过程,即使不知道该过程的数学模型,有经验的操作人员也能根据长期的观察和操作经验进行有效地控制,而采用传统的自动控制方法的效果则并不理想。然而,能否把人的操作经验总结为若干条控制规则,并设计一个装置去执行这些规则,从而对系统进行有效的控制?:刂评砺酆头椒ū阌纱硕。
图一典型模拟控制系统
1 :刂圃
:呒刂葡低晨捎美创婢淇刂葡低郴蛴刖淇刂葡低骋黄鹄纯刂粕蕉谎∥。通过应用:呒,山东十一选五可以变得更独特、更具有智能和更加有用。本文根据:刂评砺畚贫蕉谎∥宓脑硕刂粕杓埔桓瞿:呒低。以使移动山东十一选五能根据地形坡度和地形类别来自主的调节自身的运动速度,从而完成山东十一选五运动的自动控制。
图二模拟过程示意
2 移动山东十一选五的:呒刂破魃杓
2.1 确定:刂破鞯氖淙氡淞亢褪涑霰淞
根据本设计的目的,为使移动山东十一选五能根据地形的坡度和地形的类别自主地调节
自身的运动速度,本系统可设计为双输入单输出系统,将地形坡度和地形的类别作为两个输入,而将移动山东十一选五的运动速度作为控制输出。
2.2 :
:墙淙牒褪涑鲋底晃淞ナ舳群墓。:慕峁且蛔槿缤2所示的图形,它描述了不同:淞恐胁煌档牧ナ舳。为了定义:匦纹露、:匦卫啾鸷湍:硕俣鹊谋淞,这里将期望的地形坡度范围固定在-45°~+45°,并划分成五个隶属度函数,分别是“负大”、“负”、“水平”、“正”、“正大”。小于-45°的坡度一概看作“负大”,而大于+45°则被认定为“正大”。类似的,地形类别也划分成四个隶属度函数,分别是“很粗糙”、 “粗糙”、“平缓”、“平坦”。其中所有粗糙程度大于100%的都被认定为“很粗糙”。而输出的移动山东十一选五的运动速度(在0~20英里/小时之间)则被分成“很慢”、“慢”、“中”、“快”、“很快”。
根据输入变量和输出变量的:ㄆ渲械匦纹露群偷匦卫啾鹞淙氡淞浚凰俣任涑霰淞浚,便可为每个隶属度函数选择其他域,并对其进行不同的划分,以确定隶属度函数交叠的不同区域,然后设置非对称的隶属度函数。
图三:蚣
2.3 规则库的形成
由于地形坡度有五个隶属度函数,地形类别有四个隶属度函数,这样,总共就会有5×4=20条规则,根据整个设计过程的系统性能要求和设计者的经验,该模型将形成含有20条规则的规则库,具体如下:
规则1:if(地形坡度is LP) and(地形类别is VR)then(速度is VS)
规则2:if(地形坡度is LP)and(地形类别is R)then(速度is S)
规则3:if(地形坡度is LP)and(地形类别is Mo)then(速度is Me)
规则4:if(地形坡度is LP)and(地形类别is S)then(速度is Me)
规则5:if(地形坡度is P)and(地形类别is VR)then(速度is VS)
规则6:if(地形坡度is P)and(地形类别is R)then(速度is S)
规则7:if(地形坡度is P)and(地形类别isMo)then(速度is Me)
规则8:if(地形坡度is P)and(地形类别is S)then(速度is F)
规则9:if(地形坡度is L)and(地形类别isVR)then(速度is S)
规则10:if(地形坡度is L)and(地形类别is R)then(速度is Me)
规则11:if(地形坡度is L)and(地形类别is Mo)then(速度is F)
规则12:if(地形坡度is L)and(地形类别is S)then(速度is VF)
规则13:if(地形坡度is N)and(地形类别is VR)then(速度is Vs)
规则14:if(地形坡度is N)and(地形类别is R)then(速度is S)
规则15:if(地形坡度is N)and(地形类别is Mo)then(速度is Me)
规则16:if(地形坡度is N)and(地形类别is S)then(速度is F)
规则17:if (地形坡度is LN)and(地形类别is VR)then(速度is VS)
规则18:if(地形坡度is LN)and(地形类别is R)then(速度is VS)
规则19:if(地形坡度is LN)and(地形类别is Mo)then(速度is s)
规则20:if(地形坡度is LN)and(地形类别is S)then(速度is Me)
3 清晰化
清晰化是将:涑鲋底晃晒┦导视τ玫牡刃逦档墓。即对:嬖蚪衅ヅ洳⒓扑阆嘤Φ氖,从而得到一个与不同输出:ナ舳群迪喙氐氖。清晰化的方法有很多种,两种常用的主要方法是:centroid面积中心法(又称重心法)和Mamdani(马丹尼)推理法。
3.1 Mamdani(马丹尼)推理法
该方法中,每个集合的隶属度函数将在相应的隶属度值上被截去顶端,并将得到的所有隶属度函数作为“或”函数加在一起。即将每一个重复的区域作为一层相互叠加在一起,其结果将是一个代表所有区域的新区域。新区域的重心将等价于输出。
本文中的清晰化主要采用centroid面积中心法。也就是采用MATLAB:呒ぞ呦涞慕饽:齞efuzz,该函数的功能为执行输出去:,其格式为:
output=defuzz(x,mf,type)
其中:参数x是变量的论域范围;mf为待去:哪:希籺ype为清晰化方法,本文主要采用centroid面积中心法。
4 :呒刂破鞯姆抡
一般情况下,为:低成杓频墓嬖虮匦胪ü抡娌拍鼙Vて涠运械氖淙酥刀寄懿獾慕峁,这一般可通过:呒绦蚶词迪。程序通过运行:评砘醇扑闼锌赡苁淙氩氖涑,并作出输出值的图形来对:刂葡低辰蟹抡。通过该图即可审核规则和隶属度函数是否匹配。
5 结束语
本文针对不同路面条件下移动山东十一选五运动控制的实际问题提出了一种解决方法。该方法把:呒评碛τ玫揭贫蕉谎∥宓男形刂浦,并将地形坡度和地形类别作为控制器的输入,而山东十一选五的速度作为控制系统的输出,从而实现了对移动山东十一选五的行为控制。通过:呒刂破鞯姆抡娼峁っ:该:刂扑惴ㄔ谝贫蕉谎∥逶硕刂浦心鼙硐殖隽己玫穆嘲粜院褪凳毙。近年来,神经网络、:刂频壤砺鄣难芯亢陀τ糜辛撕艽蟮姆⒄,进一步了解学习和应用这些理论将是下一步的目标。
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