基于LMI的模糊多模型控制方法研究.pdf

1、近年來，多模型控制一直是控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。雖然多模型控制策略已有了長足的發(fā)展，但該領(lǐng)域的研究仍處于發(fā)展階段，還有待于進(jìn)一步完善。比如，在模型切換方面，目前采用的方法大部分都是基于硬切換（即直接采用與當(dāng)前工況點(diǎn)最為接近的工況所對應(yīng)的控制量），即使有采取軟切換的也是多個模型之間的簡單加權(quán)，不能跟隨工況變化而變化。這就造成了在相鄰的兩個工作點(diǎn)之間不能實(shí)現(xiàn)平滑的切換。因此，本文討論了兩種基于模糊切換的多模型控制方法，這兩種方法都是基于模糊控制

2、理論中的隸屬度函數(shù)來實(shí)現(xiàn)各局部模型之間的切換。 由于采用隸屬度函數(shù)作為切換準(zhǔn)則能使控制器跟隨工況的變化而變化，因此，這兩種方法能夠?qū)崿F(xiàn)局部模型之間的平滑切換。 本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面： 1. 闡明了多模型控制理論的基本概念及多模型方法設(shè)計的三要素及存在的問題，并著重研究了兩種基于模糊規(guī)則切換的多模型控制方法，即基于LMI 的PDC 控制方法和基于LMI 的CDF 控制方法。這兩種方法能夠?qū)崿F(xiàn)局部模型之

3、間的平滑切換。 2. 深入研究了線性矩陣不等式處理方法和區(qū)域極點(diǎn)配置設(shè)計方法，闡明了線性矩陣不等式的一些基本概念，討論了區(qū)域極點(diǎn)配置的設(shè)計方法及LMI 工具箱的使用。 3. 將多模型控制和基于線性矩陣不等式的區(qū)域極點(diǎn)配置方法結(jié)合，分別討論了基于LMI 的PDC 控制方法和基于LMI 的CDF 控制方法,并將這兩種方法應(yīng)用于非線性倒立擺的豎直平衡控制問題。仿真結(jié)果表明，這兩種控制方法不僅實(shí)現(xiàn)了良好的控制目標(biāo)，而且響應(yīng)迅速。