《含有局部非線性子模型的模糊系統控制綜合》是依託東北大學，由董久祥擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：含有局部非線性子模型的模糊系統控制綜合
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：董久祥
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目將研究一類非線性系統的模糊控制器設計問題。通過將非線性系統建模為含有局部非線性子模型的模糊系統，探求一類由局部非線性反饋構成的模糊控制器的凸的設計方法。首先針對狀態可測量的情況，探求由狀態的局部非線性反饋構成的模糊控制器的設計方法，並將其推廣到H∞和H2 性能最佳化設計問題。進而，針對狀態不可測量的情況，分別研究子模型中非線性信息可測量和不可測量情形下的輸出反饋控制器的設計問題。此外，針對非線性馬爾可夫跳變系統，構造含有局部非線性子模型的模糊系統，並探求由局部非線性反饋構成的模糊控制器的設計方法。最後，研究含有局部非線性子模型的不確定模糊系統的控制器設計問題。該研究工作的開展可以減少現有模糊控制器設計方法的計算負擔並獲得具有更少模糊規則的控制器，進而有利於工程的實施及日後維護。特別地，由於控制器含有局部非線性反饋，新方法並不會因為模糊規則數的減少而增加控制器設計的保守性。
結題摘要
非線性系統的模糊控制器設計問題一直是非線性系統控制領域一個研究熱點。國內外對於這類問題的研究很重視。我們使用線性矩陣不等式技術針對非線性系統的模糊控制器設計進行了深入的研究，針對具有複雜非線性系統給出了一系列研究成果。具體地，針對複雜非線性系統的T-S模糊模型規則繁多不利於控制器設計的缺點，通過在建模過程中保留可利用的非線性，我們提出了含有局部非線性子模型的模糊建模方法，該方法有效得減少了現有建模方法所構造模型的規則數，進而可以構造具有更少規則的模糊控制器。針對所提出的模糊模型，給出了局部非線性狀態反饋模糊控制設計方法，並驗證了所提出的方法不但能減少控制器的規則數和計算負擔，而且也可以減少現有設計方法的保守性。針對非線性系統中含有可測量的滿足扇形邊界條件的非線性，給出一類具有局部非線性動態的輸出反饋控制策略和相應的凸的控制設計方法，減少了現有模糊動態輸出反饋控制器設計方法的計算負擔和保守性，給出了有利於工程實施的更少規則的動態輸出模糊控制器。針對非線性系統中含有滿足扇形邊界條件但不可測量的非線性，提出了基於觀測器的模糊控制器控制設計方法，並證明了觀測器和控制器可以分別獨立設計的分離原理。進一步在所提出方法的基礎上，給出了帶有局部非線性反饋的多目標最佳化控制設計方法。最後，針對模糊模型中廣泛使用的廣義四邊形隸屬度函式，提出了一類依賴於支配性隸屬度函式的Lyapunov函式，並基於這類Lyapunov函式給出了一類具有更少保守性的控制器設計方法。在基金資助下項目組成員所取得的成果發表在IEEE Transactions on Fuzzy Systems, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part B: Cybernetics, Automatica, Fuzzy Sets and Systems, 自動化學報等國內外著名期刊上。共發表相關論文26篇，其中SCI檢索10篇，IEEE長文4篇，並獲得教育部自然科學獎二等獎1項（第二完成人）。該項目提出了一套新的模糊建模方法和模糊控制策略，有效地克服了現有建模和控制器設計方法模糊規則繁多的缺點，並且一些成果已經被國內外同行套用，相信該項目所取得的成果能有力地推動模糊控制理論研究的發展。
