变论域模糊控制器改进设计及其仿真

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模糊控制作为智能控制的一个重要分支,自诞生之后便得到了深入地研究和越来越广泛地应用。为了提高模糊控制器在应用中的精度,业界已有多种研究方向,其中变论域模糊控制就是其一种重要方法。本文旨在模糊控制的基础上,对一种变论域控制器进行改进设计,并将其应用在过程控制和导弹制导中,取得的主要研究成果如下:给出了模糊控制在论域变化过程中的原理。通过分析研究李洪兴变论域模糊控制提出的主要思想和原理,总结了变论域模糊控制器为插值器的数学本质。设计了一种改进型变论域输入伸缩因子。在变论域模糊控制原理基础上,分别对于几种基本的伸缩因子的性质、伸缩原理和仿真进行了论证,得出几种伸缩因子相互之间的异同以及优劣。通过分析对比总结出其不足之处,并结合新型伸缩因子应具备的输入协调型和智能性的特点,在原有伸缩因子基础上设计出协调性因子,证明了该形式的伸缩因子满足定义及快速性和协调性要求。对该改进型伸缩因子的性质进行了讨论,并对其控制器的在过程控制中调整性能进行了仿真,通过仿真结果证明了其具有较优的调节性能。同时,对几种伸缩因子的控制器鲁棒性能进行了仿真对比。分析了改进型模糊控制器在导弹制导中的应用。将所设计的改进型输入伸缩因子所构成的变论域模糊控制器引入到导弹制导回路中,将制导问题转化为模糊控制问题。分别针对三种典型的目标机动方式进行,对一种基本导引律和三种模糊导引律进行了比较,通过仿真得到,改进型的模糊导引律具有脱靶量小和拦截时间较短的优点,从而提高了制导精度,减小了制导时间。同时新型导引律较比例导引律具有较为平滑的弹道,较其它三种模糊导引律具有较小的视线角速率和法向加速度。改进型变论域模糊导引律使得原有的导引律性能得到的改善。
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