文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
可拓控制器设计方法研究
姓名:刘微容
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:陈希平
20070418
摘要在一些控制问题中,只考虑量值与量值之间的关系是难以解决的,它们也形成了控制中的矛盾问题,要解决它们,就必须考虑事物本身及其特征以及它们的变换。可拓学出现及发展为描述和研究智能控制提供了一种新的手段和方法,基于可拓理论的可拓控制,是一种有效用于解决矛盾问题的手段。如何将可拓控制与已有控制方法合理结合提出性能更为优良的可拓控制器,提高可拓控制的效果并拓展应用范围成为急待解决的问题。本文以可拓控制器设计方法为核心,分别从数学基础、原理结构、实现方法、存在问题及改进等方面进行了研究。首先,介绍了把可拓学中解决矛盾问题的一些思想与理论运用于解决控制中矛盾问题的观点,以及可拓控制的基本内容,归纳总结了典型可拓控制器的设计步骤与方法。其次,针对基本可拓控制器中存在的需整定的参数较多、整定较为困难、多用于系统且特征量主要选取系统偏差及偏差导数、可拓控制算法简单、对一些复杂的系统控制效果不好等问题进行研究,提出了不同改进方法;针对上层可拓控制器存在的结构不尽合理、功能划分不够明确等问题也进行了改进。最后,将典型可拓控制器、改进后可拓控制器分别应用到线性对象、时滞对象和非线性对象控制中,进行了对比仿真研究;并利用改进后可拓控制器对倒立摆进行控制以验证其正确性及有效性。总之,本文在前人已有工作基础上通过研究,拓展了可拓控制器的设计方法,并应用到单级倒立摆系统中结果良好,证明该方法有效。关键词:矛盾问题;智能控制:特征量:可拓集合:关联函数:可拓控制器;倒立摆
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插图索引可拓控制器基本结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯静态可拓集合对论域的划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯关于元素变换的可拓集合对论域的划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯可拓控制中的特征关联函数作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯可拓控制原理框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯可拓控制结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯可拓控制系统结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯特征模式划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯关于雃的二维可拓集合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯线性对象可拓控制仿真结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯线性对象可拓控制仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯时滞对象可拓控制仿真结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯时滞对象可拓控制仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯非线性对象可拓控制仿真结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯非线性对象可拓控制仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯线性对象可拓控制改进抡娼峁雇肌线性对象可拓控制改进抡娼峁线性对象可拓控制改进仿真结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯线性对象可拓控制改进Ⅱ仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯摆杆受力分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯倒立摆可拓控制仿真结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯倒立摆中小车位置可拓控制仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯倒立摆中摆杆角度可拓控制仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图图单级倒立摆⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯小车受力分析图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯硕卜学位论文
日期。月哆日作者签名:≥郧隰昴辏萝日期:叩年月’,日作者签名:自春⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤兰州理工大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存⒉槐C芑亍朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉”和汇编本学位论文。本学位论文属于导师签
“可拓学”是以蔡文教授为首的我国学者们创立的新学科,它用形式化的模型,研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法,并用于处理矛盾问题。经过可拓学研究者们多年的研究,可拓学已初具规模,包括可拓论、可拓方法和可拓工程。在理论及方法研究上,取得了创新性、突破性的研究成果