基于PID的汽车定速巡航控制系统的研究(16)

基于PID的汽车定速巡航控制系统的研究

有效性和可行性。具有未知互连函数的非线性多输入多输出系统是一类复杂的系统。由于互连函数存在于每一个子系统的每一个方程中并且输入增益系数是未知的非线性函数,这使得这类系统更难于控制。针对此类系统本文提出了一种自适应模糊控制方法,在控制器设计中,控制项用于补偿逼近误差,提高了系统的稳定性。在适当的假设条件下,该算法很好地克服了非线性多输入多输出系统的控制器奇异问题。并且,提出的控制算法保证了闭环系统的所有信号是有界的。针对一类不确定非线性多输入多输出互连系统提出了一种自适应模糊控制方法。由于假设系统的状态是不可测的,通过设计观测器来估计系统的状态。给出的自适应律只对不确定界进行在线调节,从而大大地减轻了在线计算负担。该方法能够保证闭环系统的所有信号是一致有界的并且跟踪误差指数收敛到一个小的零邻域内。仿真结果表明了算法的可行性。针对一类不确定非线性多输入多输出系统提出一种组合型自适应模糊控制方法。该方法不要求系统的状态可测,而是利用一个观测器去估计系统的不可测状态。所设计的控制器由四部分组成:组合自适应模糊控制器、监督控制器、鲁棒控制器以及辅助补偿项。与已有的观测器设计结果相比较,该方法的主要优点为:1)组合控制器能权衡被控对象知识和控制行为知识;2)提供的控制器具有监督控制功能。利用Lyapunov稳定性分析方法还证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明了组合型自适应模糊控制方法的有效性。

3.4 模糊控制器的设计

3.4.1 定义输入语言变量

将巡航控制系统的速度误差绝对值|E|和速度误差变化率绝对值|EC|作为模糊控制器的输入语言变量。

它们的变化范围定义为模糊集上的域论：

|E|={0，1，2，3，4，5}

|EC|={0，1，2，3，4，5}

它们的模糊子集为：

|E|={零(Z)，小(S)，中(M)，大(B)}

|EC|={零(Z)，小(S)，中(M)，大(B)}

其隶属函数如图3-1所示：