雙輸入—單輸出模糊系統(tǒng)及其建模問題研究
本文關(guān)鍵詞:雙輸入—單輸出模糊系統(tǒng)及其建模問題研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:在模糊理論與模糊控制中,模糊系統(tǒng)的建模及其泛逼近性,一直是人們熱點關(guān)注和研究的問題。本文以雙輸入-單輸出模糊系統(tǒng)為研究對象,以模糊系統(tǒng)的構(gòu)造作為研究目標,以微分方程的求解作為應(yīng)用對象,研究了雙輸入-單輸出模糊系統(tǒng)在建模過程中存在的一些問題,并構(gòu)造了幾類雙輸入-單輸出模糊系統(tǒng),理論分析和仿真實驗均說明了構(gòu)造系統(tǒng)的可行性和有效性。本文主要研究工作如下:首先,針對基于單點模糊化和正則蘊涵算子構(gòu)造的雙輸入-單輸出模糊系統(tǒng)不具有泛逼近性這一問題,通過將非單點模糊化的方法加以推廣,構(gòu)造了四類雙輸入-單輸出模糊系統(tǒng)。利用模糊變換,證明了所構(gòu)造的模糊系統(tǒng)均具有泛逼近性,仿真結(jié)果表明,所構(gòu)造的雙輸入-單輸出模糊系統(tǒng)具有較高的逼近精度。本研究說明:基于正則模糊蘊涵能構(gòu)造出具有泛逼近性的雙輸入-單輸出模糊系統(tǒng)。其次,將模糊系統(tǒng)應(yīng)用到常微分方程的求解中。我們知道,對于比較復雜的常微分方程,人們只能求其數(shù)值解。針對這一問題,我們首先應(yīng)用數(shù)值方法求出常微分方程的數(shù)值解,再將這些數(shù)值解作為一個系統(tǒng)的輸入-輸出信息,利用模糊系統(tǒng)的構(gòu)造方法,構(gòu)造了基于常微分方程數(shù)值解的模糊系統(tǒng),證明了這種模糊系統(tǒng)具有較好的泛逼近性,并對不同類型的常微分方程及初值帶有干擾的情況進行了仿真實驗,仿真結(jié)果表明構(gòu)造的模糊系統(tǒng)與真實解誤差較小,因此可以將如此構(gòu)造的模糊系統(tǒng)作為常微分方程的近似解析解。最后,研究了模糊系統(tǒng)的建模問題,F(xiàn)有的模糊系統(tǒng)建模方法得到的都是比較復雜的分片非線性微分方程,不利于應(yīng)用。針對這一問題,本文給出了一種基于雙輸入-單輸出模糊系統(tǒng)的建模方法,利用這種方法可得到分片線性微分方程,從而克服了線性模糊系統(tǒng)構(gòu)造過程復雜及邊緣線性化降低逼近精度的問題。我們證明了構(gòu)造的線性模型具有泛逼近性,同時通過仿真實驗將之和非線性模型加以比較,仿真結(jié)果表明:雖然構(gòu)造的線性模型逼近精度不如非線性模型,但仍具有較好的逼近效果。然后利用模糊推理建模法,獲得所構(gòu)造線性模糊系統(tǒng)的微分方程模型,通過在若干典型雙輸入-單輸出系統(tǒng)中的仿真應(yīng)用,表明該線性微分方程模型具有較高的逼近精度。
【關(guān)鍵詞】:模糊系統(tǒng) 非單點模糊化 泛逼近性 微分方程數(shù)值解 模糊系統(tǒng)的建模
【學位授予單位】:大連理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:O241.8;O231
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 緒論9-13
- 1.1 模糊系統(tǒng)與模糊控制簡介9-10
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
- 1.3 論文研究意義及主要工作11-13
- 2 基于非單點模糊化的雙輸入-單輸出模糊系統(tǒng)13-24
- 2.1 基于單點模糊化的雙輸入-單輸出模糊系統(tǒng)13-14
- 2.2 基于非單點模糊化的雙輸入-單輸出模糊系統(tǒng)14-20
- 2.2.1 雙輸入-單輸出模糊系統(tǒng)的構(gòu)造14-18
- 2.2.2 雙輸入-單輸出模糊系統(tǒng)的泛逼近性18-20
- 2.3 仿真實驗20-23
- 2.4 本章小結(jié)23-24
- 3 基于常微分方程數(shù)值解的模糊系統(tǒng)24-37
- 3.1 常微分方程初值問題的數(shù)值解法24-25
- 3.2 基于常微分方程數(shù)值解的模糊系統(tǒng)25-26
- 3.2.1 模糊系統(tǒng)的構(gòu)造方法25
- 3.2.2 模糊系統(tǒng)的泛逼近性25-26
- 3.3 仿真實驗26-36
- 3.3.1 一階與二階常微分方程數(shù)值仿真26-33
- 3.3.2 初值帶有擾動的數(shù)值仿真33-36
- 3.4 本章小結(jié)36-37
- 4 雙輸入-單輸出線性模糊系統(tǒng)及其建模37-53
- 4.1 一種新的模糊推理建模法37-40
- 4.1.1 基于模糊系統(tǒng)的模糊推理建模方法37-39
- 4.1.2 一種新的線性模糊系統(tǒng)及其泛逼近性39-40
- 4.2 線性模糊系統(tǒng)模型的數(shù)值仿真40-45
- 4.3 基于線性模糊系統(tǒng)的微分方程模型及其數(shù)值仿真45-52
- 4.3.1 基于線性模糊系統(tǒng)的微分方程模型45-47
- 4.3.2 線性微分方程模型的數(shù)值仿真47-52
- 4.4 本章小結(jié)52-53
- 結(jié)論53-54
- 參考文獻54-57
- 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況57-58
- 致謝58-59
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