滲碳爐模糊控制系統(tǒng)設(shè)計與建模及穩(wěn)定性分析.pdf

1、模糊控制模擬自然語言特征進(jìn)行控制，不依賴被控對象的精確數(shù)學(xué)模型，在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為控制領(lǐng)域中大有發(fā)展前途的一個分支。模糊控制以語言控制規(guī)則實現(xiàn)其推理過程，屬于典型的非線性控制。常規(guī)模糊控制器直接用作控制裝置顯得較為粗糙，因而目前模糊控制的研究主要集中在改善模糊控制器的控制品質(zhì)上，而對模糊控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性和穩(wěn)定性分析，因模糊控制器的數(shù)學(xué)模型難以建立，進(jìn)展比較慢，這方面的研究一直是模糊控制理論研究的難點和重點。目前比較常用的方法

2、是多值繼電器模型及描述函數(shù)方法，而能夠?qū)⒎€(wěn)定性分析和控制規(guī)則的修改聯(lián)系起來的則是語言模型方法。 本文在為滲碳爐設(shè)計一套實用控制裝置的基礎(chǔ)上，以所設(shè)計的滲碳爐模糊控制系統(tǒng)為例，探討模糊控制器的數(shù)學(xué)建模和穩(wěn)定性分析方法。首先利用非線性控制系統(tǒng)中常用的擬合響應(yīng)方法，以變周期正弦信號為輸入，得到模糊控制器的輸出響應(yīng)，對輸入輸出進(jìn)行擬合建立模糊控制器的線性化模型，再用頻域響應(yīng)法進(jìn)行穩(wěn)定性分析。然后把整個模糊控制器分為量化取整和查詢表兩個環(huán)

3、節(jié)，根據(jù)模糊控制器的查詢表，建立模糊控制器的精確數(shù)學(xué)模型。針對這一模型，引入不動點思想，利用數(shù)值計算方法尋找系統(tǒng)的不動點和周期點，對控制系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定，以及是否存在局部振蕩點和局部不穩(wěn)定點。最后，把整個模糊控制器(二維模糊控制器)看成是一個二維輸入量論域到一維輸出量論域的映射，根據(jù)模糊控制器的控制曲面圖，利用二維曲面擬合方法建立模糊控制器的非線性模型，并用描述函數(shù)法和李亞普諾夫方法進(jìn)行穩(wěn)定性分析。在用李亞普諾夫方法