《半張量積在多輸入多輸出模糊控制系統中的套用》是依託山東大學，由馮俊娥擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：半張量積在多輸入多輸出模糊控制系統中的套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：馮俊娥
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
模糊控制是模糊數學和自動控制的結合，在很多工業控制套用中扮演重要的角色。但是迄今為止，國內外關於模糊控制的理論研究大多數仍局限於單輸入單輸出系統，而且模糊控制的設計缺乏系統性，對於多輸入多輸出耦合等較為複雜的系統的模糊控制器難以設計。所以如何建立一套系統的模糊控制理論，從而系統地分析其穩定性、能控能觀性，研究其控制機理，並系統化地設計控制器等，成為一個急需解決的問題。 本項目將基於矩陣半張量積算法，研究多輸入多輸出模糊系統及其相關控制問題。主要包括：(1)多輸入多輸出耦合系統模糊推理代數表達式的建立；(2)模糊推理的動態方程的建立，以及基於模糊系統的動態方程分析系統的穩定性等本質特性，並研究模糊控制器的最佳化問題；(3)模糊推理動態空間描述與原模糊系統的關係；(4)將本項目得到的創新理論成果套用到實際系統，如混合動力汽車能量管理、智慧型空調系統溫度調節等套用。
結題摘要
在國家自然科學基金的大力支持下，課題組按照計畫書中既定的研究內容開展研究，進展較為順利。本項目構造了模糊集合和模糊映射的矩陣表示，建立了模糊關係模型，將模糊推理過程轉化為等價的代數方程表達，有效地避免了繁雜的模糊推理過程。進而將多輸入多輸出變數間的模糊邏輯推理和模糊關係轉化為代數運算。本項目提出了兩種建模方法：一是利用多值邏輯系統模型和已記錄的輸入輸出數據，通過辨識建立系統的動力學方程；二是將模糊規則及對應的輸入輸出為有限的情形轉化為奇異多值邏輯系統所對應的動力學方程。基於這兩種動力方程，我們分析了系統的一些基本特性：如穩定性與可鎮定性、能控性與能觀性、模型降階以及解耦問題等；隨後，我們依據多種情形設計了相應的多種控制，包括狀態反饋、輸出反饋、切換信號反饋、自由控制、自演化控制等。本項目還探討了Takagi-Sugeno模糊離散時變時滯系統，研究了該系統的α-指數穩定性，構造了一個新的Lyapunov-Krasovskii函式，並設計了單輸入和多輸入情形的控制器。此外，本項目還推廣了矩陣半張量積在其它控制問題中的套用，包括：布爾網路、有限自動機、機器學習、帶有馬爾科夫跳的邏輯隨機過程，得到了許多創新性成果。 在本項目的資助下，項目組所得相關科研成果已在控制理論領域國際期刊上發表和錄用論文35篇，其中SCI雜誌25篇，EI雜誌3篇，國際國內會議發表論文4篇。而且本項目部分結果獲得2014年山東省自然科學獎（非線性系統的魯棒控制），二等獎（第一位），以及2014年山東省高等學校優秀科研成果獎（半張量積在模糊控制及邏輯控制中的套用），一等獎。本項目的部分成果已套用到室內環境熱舒適度控制中，並已申請發明專利--基於新型模糊控制器的室內環境熱舒適度控制方法，該專利的前兩位發明人均是本項目組的成員。
