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第3卷第1期华北科技学院学报2006年3月
基于模糊逻辑参考模型自适应控制系统①
黄传明②,王忠勇,方千山
华侨大学信息科学与工程学院,福建泉州362021)(
摘要:根据参考模型产生理想控制系统的闭环响应与实际系统的输出误差,应用模糊自适应机构代替常
规的自适应机构,构成一个模型参考模糊自适应控制系统。仿真结果表明,该系统自适应能力强、能适应对
象特性的大范围变化。
关键词:参考模型;模糊逻辑控制;自适应机构
中图分类号:TP273.4文献标识码:A文章编号:16727169(2006)010088—04
2O世纪5O年代,麻省理工学院whithei教授应(t)与模型的输出响应(t)是不会完全一
提出的参考模型自适应控制系统(MRAS-- ̄Model致的,产生了响应信号(t)。当这信号e(t)进入
ReferenceAdaptiveSystem),现已成为自适应控自适应调整回路后,经过自适应律所决定的运算,
制系统一套成熟的理论和设计方法。MRAS对产生适当的动态信号直接改变控制器的参数,从
于很多工业控制对象随环境变化、对象参数本身而使系统的输出(t)逐步与参考模型的输出
的变化都能起到较好的控制,然而在控制工程应(t)接近,一直到(t)一(t),即e(t)一0
用中存在着自适应机构较复杂、设计工作量大、计后,自适应的调节过程就自动停止,控制参数也就
算机难以实现等困难l1,2J。自Ichikawa开创性地自动整定完毕。当对象特性在运行发生变化
提出模糊模型参考自适应的设计思想之后,许多时,MRAS也能如上述过程一样,对控制器的参
学者在应用模糊理论来设计模型参考自适应系统数进行自适应动态调整,使et一0,即(t)一
方面取得了进展【3 ̄6l。(t)。
本文以ButterworthI型标准传递函数为参
考模型,根据其产生理想控制系统的闭环响应与
实际系统的输出误差,应用模糊自适应机构取代
复杂的常规自适应机构,构成一个模型参考模糊
自适应控制系统(FMRAS),以弥补MRAS常规
设计方法中的不足,而MRAS成熟设计理论和稳
定性分析方法来指导模糊逻辑控制器的设计,仿
真结果表明该方法的有效性。图1参考模型控制系统
1参考模型自适应控制系统2模糊参考模型控制系统
MRAS的基本结构如图1所示。它由参考基于参考模型模糊自适应系统(FMRAS)的
模型、被控对象、反馈控制器和自适应控制器等部结构如图2示。在控制系统中,模糊自适应控制
分组成。其中参考模型是一个理想模型,它的输器与被控对象一起组成参数可调的闭环系统,控
出(t)直接表示系统希望的动态响应。制器采用间接控制方法,即先利用模糊逻辑系统
控制器参数的自适应调整过程为:当参考输为被控对象建模,然后再产生所需要的控制作用。
入r(t),同时加到实际对象参考模型的入口后,
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