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題 名 | Decoupled Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control for An Inverted Pendulum=適應性模糊滑動模式控制 |
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作 者 | 羅吉昌; 鄭達新; | 書刊名 | 中國機械工程學刊 |
卷 期 | 20:4 1999.08[民88.08] |
頁 次 | 頁353-364 |
分類號 | 448.942 |
關鍵詞 | 適應性模糊滑動模式控制; Fuzzy control; Sliding mode control; Adaptive control; |
語 文 | 英文(English) |
中文摘要 | 如果想要用滑動模式控制器(sliding mode control, SMC)來控制一非線性系統, 那麼系統的狀態方程式就必須表示成標準形式 (canonical form)。 有些系統因為本身特性 的緣故,子系統間的數學模式可用標準形式表達,像這樣的系統用滑動模式控制器來控制時 則只能控制某個子系統,如傳統的車 -- 桿系統 (cart-pole system) 控制過程中,只有桿 子能維持平衡,無法限制車子的位置。雖然只要有可微同胚 (diffeomorphism) 存在,就可 以將整個系統的狀態方程式轉換成標準形式,但是這個轉換的過程十分複雜和沈悶,不易執 行。在本篇論文中,將介紹一結合理論分析與物理現象為基礎的適應性模糊滑動模式控制器 (adaptive fuzzy sliding mode control) 結合耦合 (coupling) 的觀念,可將上述系統的 各個子系統分開考慮,然後再利用一媒介變數 (intermediatve variable) 來傳遞子系統間 的訊息。如此一來,不需要將整個系統轉換成標準形成,只要用其中一個子系統的滑動模式 控制器做為基底,再利用媒介變數所傳來的訊息過整適應性模糊滑動模式控制器的輸出,就 可以控制整個系統。 在模糊控制器被設計步驟中, 模糊控制器的主要架構為模糊基底函數 (fuzzy basic function) 的線性組合, 其中模糊規則後件 (consequent) 的設計不再需要 根據受控系統的數學模式或該系統中非線性函數的上下界,後件的參數會根據適應性演算法 來做調整,不再需要有經驗的專家來設定。 |
英文摘要 | A decoupled adaptive fuzzy sliding mode controlled (DAFSMC) is proposed in this paper. The motivation behind this controller is to incorporate the best features of self-tuning fuzzy control and sliding-mode control with decoupled method to control an unstable 4 �� order inverted pendulum system. The fuzzy rule base are tuned according to some adaptive algorithm so as to control the states of two subsystems, decoupled from the 4 �� order system, to hit each user-defined sliding surface and then slide along it continuously. The initial IF-THEN rules in the AFSMC can be randomly selected or roughly given by human experts, and then automatically tuned by a direct. adaptive law, thereby, reducing the expertise dependency in the design procedure of fuzzy logic control. By applying the AFSMC to control a nonlinear unstable inverted pendulum system, the simulation results show that the expected approximation sliding property occurred, and the dynamic behavior of the control system can be determined by the sliding surface. Finally, adaptive fuzzy sliding mode control is applied to control a 6 �� order nonlinear system and confirms the validity of the proposed approach. |
本系統中英文摘要資訊取自各篇刊載內容。