混沌優(yōu)化技術(shù)及其在模糊控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、分類號(hào)vDC——、廠t83551l密級(jí)——博士學(xué)位論文混沌優(yōu)化技術(shù)及其在模糊控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究Application&ResearchofChaosOptimizationTechniqueonFuzzyControlSystem作者姓名：鄒恩學(xué)科專業(yè)：控制理論與控制工程學(xué)院(系、所)：信息科學(xué)與工程學(xué)院指導(dǎo)教師：張?zhí)┥?教授)副指導(dǎo)教師：論文答辯日期竺』：』!：鄉(xiāng)口答辯委員會(huì)主席中南大學(xué)2005年10月沌序列的遍歷性、統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行了

2、定量的分析，為混沌全局優(yōu)化提供_r理論依據(jù)。第三章論述函數(shù)優(yōu)化的混沌算法研究，為了避免混沌優(yōu)化在區(qū)間內(nèi)的盲目搜索，提出一種改進(jìn)的變區(qū)間混沌優(yōu)化方法，該方法在混沌搜索過程中，將每次搜索到的較優(yōu)值計(jì)數(shù)，并設(shè)置一個(gè)標(biāo)志A，當(dāng)搜索到較優(yōu)值的次數(shù)=A，則根據(jù)搜索區(qū)間的大小動(dòng)態(tài)縮小空間，在小區(qū)間中再重復(fù)上述過程，直至找到全局最優(yōu)解，方法非常簡單。仿真結(jié)果表明，該方法局部搜索能力強(qiáng)，搜索效率優(yōu)于變尺度混沌優(yōu)化方法。由于模糊控制系統(tǒng)中控制器的參數(shù)整定是

3、一項(xiàng)十分棘手的工作，其控制規(guī)則和隸屬函數(shù)很難達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，因而常使控制結(jié)果出現(xiàn)較大的超調(diào)和振蕩。第四章對(duì)模糊控制系統(tǒng)的混沌優(yōu)化方法作了比較詳細(xì)的研究，構(gòu)造了利用混沌算法離線優(yōu)化、共軛梯度下降法在線調(diào)整參數(shù)的模糊控制器；在倒立擺系統(tǒng)中，將單級(jí)倒立擺的四維輸出分解為兩個(gè)二維模糊控制器的輸入量，并將其組成雙閉環(huán)控制，內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)擺桿的角度，外環(huán)控制小車的位移，控制器的參數(shù)用混沌算法優(yōu)化，最后用仿真說明了系統(tǒng)是穩(wěn)定的。還設(shè)計(jì)了利用混沌方法全局優(yōu)化結(jié)

4、構(gòu)和參數(shù)、梯度下降算法局部搜索參數(shù)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，仿真結(jié)果表明優(yōu)化程序簡單，系統(tǒng)的控制精度高。第五章設(shè)計(jì)了一個(gè)自行式海底作業(yè)車的智能控制系統(tǒng)，采用雙環(huán)串級(jí)的閉環(huán)控制，外環(huán)采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，內(nèi)環(huán)采用模糊控制器。整個(gè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的設(shè)計(jì)思路為：采用混沌優(yōu)化方法離線尋優(yōu)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和所有參數(shù)以及模糊控制器的參數(shù)，優(yōu)化后的控制器參數(shù)被接入到控制系統(tǒng)中。為了提高系統(tǒng)的自適應(yīng)能力，再采用共軛梯度下降法在線調(diào)整模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值