变论域模糊控制器及其在末制导中的应用研究

论文摘要

到目前为止，模糊控制已经成为智能控制的重要的形式。模糊控制器已有T-S模糊控制器和mamdanl模糊控制器等多种形式。提高模糊控制精度的方法有多种，其中变论域就是一种提高模糊控制精度的新方法。变论域思想的关键是伸缩因子，本文就在伸缩因子的设计上进行了研究，本文取得的主要成果如下：（1）通过对基本伸缩因子的分析，认为基本的伸缩因子缺乏智能性。考虑增加伸缩因子的智能性本文设计了新型输入伸缩因子Ⅰ，充分利用误差和误差变化自身的形式变化来增加伸缩因子的智能性。根据智能划分的原理设计输出论域的伸缩因子，该伸缩因子在不同的区段给出不同的控制规律，同输入信号的基本论域与模糊控制器共同构成了变论域模糊控制器。仿真考察基于该伸缩因子的变论域模糊控制器的控制性能，选取典型二阶对象在阶跃信号下考察控制器的调整性能和在正弦信号下考察该控制器的跟踪性能。通过改变被控对象的参数和被控对象的结构进一步考察控制器对被控对象参数变化的适应能力。仿真结果证明该控制器控制性能较好，对参数变化有较好的适应能力。（2）进一步分析新型输入伸缩因子Ⅰ，认为新型输入伸缩因子Ⅰ仅单独考虑误差和误差变化，没有考两个输入间的协同作用。考虑在权衡误差和误差变化间协同作用，设计了新型输入伸缩因子Ⅱ。输出伸缩因子选取智能分段控制的伸缩因子同新型输入伸缩因子Ⅱ以及模糊控制器共同构成了基于新型伸缩因子Ⅱ的变论域模糊控制器。仿真考察基于该伸缩因子的变论域模糊控制器的控制性能，选取典型二阶对象在阶跃信号下考察控制器的调整性能和在正弦信号下考察该控制器的跟踪性能。通过改变被控对象的参数和被控对象的结构进一步考察控制器对被控对象参数变化的适应能力。仿真结果证明该控制器控制性能较好，对参数变化有较好的适应能力。（3）将新型伸缩因子Ⅱ、智能分段的输出伸缩因子以及模糊控制器共同设计了基于新型伸缩因子Ⅱ的变论域模糊制导律。仿真考察该制导律的制导性能，选取几种典型的目标大机动，考察变论域模糊制导律在拦截不同目标机动下的制导性能。对比例导引律和解析描述的模糊制导律同时做了相同条件下的仿真进一步比较该制导律的制导性能。仿真结果证明，该制导律脱靶量更小，弹道更平直，更易于工程实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 模糊控制的研究概况
• 1.2 变论域模糊控制的研究概况
• 1.3 本章小结
• 第2章 模糊控制及变论域模糊控制基础理论
• 2.1 概述
• 2.2 模糊控制理论基础
• 2.3 模糊控制的插值机理
• 2.3.1 模糊论域上的基元和基元组定义
• 2.3.2 模糊控制的插值机理
• 2.4 变论域模糊控制理论基础
• 2.4.1 变论域原因
• 2.4.2 伸缩因子
• 2.4.3 变论域的可行性
• 2.5 本章小结
• 第3章 基本变论域模糊控制器控制性能的仿真研究
• 3.1 概述
• 3.2 基本变论域模糊控制器模型
• 3.2.1 论域伸缩因子函数
• 3.2.2 基本变论域模糊控器
• 3.3 基本变论域模糊控制器的调整性能仿真研究
• 3.3.1 VUFC 控制二阶对象调整性能的仿真研究
• 3.3.2 VUFC 控制一阶对象调整性能的仿真研究
• 3.3.3 VUFC 控制三阶对象仿真研究
• 3.4 基本变论域模糊控制器跟踪性能仿真研究
• 3.4.1 VUFC 跟踪性能仿真研究
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于新型伸缩因子的变论域模糊控制器研究
• 4.1 概述
• 4.2 基于新型伸缩因子Ⅰ的变论域模糊控制器
• 4.2.1 新型输入伸缩因子函数
• 4.2.2 输出伸缩因子函数
• 4.2.3 NVUFLⅠ控制性能仿真研究
• 4.3 新型伸缩因子Ⅱ的变论域模糊控制器
• 4.3.1 伸缩因子的选择
• 4.3.2 NVUFCⅡ控制性能仿真研究
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于新型伸缩因子Ⅱ的变论域模糊制导律
• 5.1 概述
• 5.2 导弹和目标的三维运动描述
• 5.2.1 导弹—目标动力学描述
• 5.2.2 导弹—目标运动学描述
• 5.2.3 脱靶量分析
• 5.2.4 导引系统仿真框图
• 5.3 变论域模糊末制导律
• 5.3.1 新型伸缩因子Ⅱ的变论域模糊制导律原理
• 5.3.2 变论域制导律设计
• 5.3.3 仿真结果分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢