[发明专利]一种基于模糊变滑模面跟踪微分器控制方法

摘要

本发明涉及一种基于模糊变滑模面跟踪微分器控制方法，模糊变滑模面跟踪微分器的输入为被控对象的速度信号，输出为跟踪复现输入控制信号，以及跟踪复现输入控制信号的导数，误差等于跟踪复现输入控制信号与输入控制信号的差，误差分为七个模糊集，计算误差对应于七个模糊集的隶属度，根据得到的每个误差模糊集上的误差隶属度vi计算误差对应于每个控制模糊集上的控制规则，然后计算模糊变滑模面跟踪微分器的输出，对微分器输出的速度和反馈回来的被控对象的速度之差进行比例控制，对微分器输出的加速度和反馈回来的被控对象的加速度之差进行微分控制，两者加合后对被控对象进行控制。

主权项

1.一种基于模糊变滑模面跟踪微分器控制方法，其特征在于包含以下步骤：步骤1：初始化，模糊变滑模面跟踪微分器的输入控制信号为v(t)，模糊变滑模面跟踪微分器输出的状态为(x,u)^T，其中x用来跟踪复现输入控制信号v(t)，u为x的导数，初始化模糊变滑模面跟踪微分器输出状态X_d=(x_d,u_d)^T=(0,0)^T；误差e=x-v(t)；步骤2：分别计算误差e=x-v(t)对应于误差e七个模糊集的隶属度，其中，对应于第i个误差模糊集的隶属度v_i=f(e)，f(·)表示隶属度函数，误差e的七个模糊集分别为负大（NB），负中（NM），负小（NS），零（ZO）,正小（PS），正中（PM），正大（PB）；第一个模糊集NB采用Z型隶属度函数，第七个模糊集PB隶属度函数采用S型隶属度函数，其余采用三角形隶属度函数；步骤3：根据得到的每个误差模糊集上的误差e的隶属度v_i分别计算对应的每个控制模糊集上的控制规则u_vi，其中，对应于第i个控制模糊集的隶属度u_i=f(u_vi)，u_i=v_i，f(·)表示隶属度函数，v_i表示误差e对应第i个误差模糊集的隶属度，控制规则的七个模糊集与误差e的七个模糊集分别一一对应；控制规则的七个模糊集分别为负大（NB），负中（NM），负小（NS），零（ZO）,正小（PS），正中（PM），正大（PB）；第一个模糊集NB采用Z型隶属度函数，第七个模糊集PB隶属度函数采用S型隶属度函数，其余采用三角形隶属度函数；步骤4：计算模糊变滑模面跟踪微分器的输出，模糊变滑模面跟踪微分器的模型如下：x·=u-λ|x-v(t)|1/2Mu·=-αM,]]>其中，x和u为模糊变滑模面跟踪微分器输出信号，x用来跟踪复现输入控制信号v(t)，u为x的导数，作为v(t)的近似微分，C（C>0）是输入信号v(t)导数的Lipschitz常数上界；M为模糊控制器，公式如下：M=Σi=1nuiuviΣi=1nui,]]>其中，u_vi表示误差e对应于第i个控制模糊集上的控制规则，u_i=v_i；步骤5：对模糊变滑模面跟踪微分器输出的速度x和反馈回来的被控对象的速度之差进行比例控制，对模糊变滑模面跟踪微分器输出的加速度u和反馈回来的被控对象的加速度之差进行微分控制，两者加合后对被控系统进行控制。