基于空间变论域的自适应时空耦合模糊控制器

谢 鸥 李伯全 郭建慧

(1.苏州科技学院机械工程学院，江苏 苏州 215009；2.江苏大学机械工程学院，江苏 镇江 212013)

现实中大量的工业过程，如石油、化工、炼钢及轧钢等，不仅涉及到非线性、不确定性、大时滞及时变性等特点，而且还具有较强的空间分布特性，称之为时空耦合系统[1]。针对时空耦合系统，传统的集总参数和分布参数控制方法都存在一定的局限性。近年来模糊控制因其独特的非线性处理能力和鲁棒性使其获得了大量的应用。文献[2，3]提出了一种3-D模糊逻辑控制器，将模糊控制应用于空间信息的处理。文献[4]进一步考虑了空间模糊度的概念，在物理上建立了空间的隶属度。由于空间分布物理量动态变化，而模糊控制器的隶属度函数、控制规则是根据经验预先总结确定的，在控制过程中无法进行修正，不具有学习和适应的能力，从而导致系统控制精度低、稳态误差大。笔者引入变论域理论思想[5]，提出一种空间变论域的自适应时空耦合模糊逻辑控制器设计方法。

1 问题描述①

对于一类空间分布系统，要求控制系统的某一空间分布物理量精确地跟踪或恒定在某一设定的空间分布曲线上。时空模糊集在传统模糊集的基础上增加了表达空间信息的第三维，时空模糊集表示为：

0≤fz(x),fx(z)≤1

式中fx(z)——空间隶属函数；

fz(x)——时间隶属函数。

考虑两输入单输出时空耦合模糊控制器，输入采用三角形隶属度函数，输出采用单平面隶属度函数。采用线性规则库，规则结构……