




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、模糊控制理論在汽車工業(yè)中應(yīng)用第1頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四一、概述二、在汽車上的應(yīng)用方面三、舉例說明在汽車空調(diào)當(dāng)中的應(yīng)用四、簡要介紹在其他方面的應(yīng)用第2頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四 一、概 述、什么叫模糊控制? 所謂模糊控制,就是對(duì)難以用已有規(guī)律描述的復(fù)雜系統(tǒng),采用自然語言(如大、中、?。┘右詳⑹?,借助定性的、不精確的及模糊的條件語句來表達(dá), 模糊控制是一種基于語言的一種智能控制 第3頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四2、為什么采用模糊控制? 傳統(tǒng)的自動(dòng)控制控制器的綜合設(shè)計(jì)都要建立在被控對(duì)象準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型(即傳遞函
2、數(shù)模型或狀態(tài)空間模型)的基礎(chǔ)上,但是在實(shí)際中,很多系統(tǒng)的影響因素很多,油氣混合過程、缸內(nèi)燃燒過程等) ,很難找出精確的數(shù)學(xué)模型。這種情況下,模糊控制的誕生就顯得意義重大。因?yàn)槟:刂撇挥媒?shù)學(xué)模型不需要預(yù)先知道過程精確的數(shù)學(xué)模型。 要研制智能化的汽車,就離不開模糊控制技術(shù)如汽車空調(diào):人體舒適度的模糊性和空調(diào)復(fù)雜系統(tǒng) 第4頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四3、工作原理把由各種傳感器測出的精確量轉(zhuǎn)換成為適于模糊運(yùn)算的模糊量,然后將這些量在模糊控制器中加以運(yùn)算, 最后再將運(yùn)算結(jié)果中的模糊量轉(zhuǎn)換為精確量, 以便對(duì)各執(zhí)行器進(jìn)行具體的操作控制。在模糊控制中, 存在著一個(gè)模糊量和精確
3、量之間相互轉(zhuǎn)化的問題 第5頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四 模糊控制原理圖s:系統(tǒng)的設(shè)定值。x1, x2:模糊控制的輸入(精確量)。X,1 , X2:模糊量化處理后的模糊量。U:經(jīng)過模糊控制規(guī)則和近似推理后得出的模糊控制量。u:經(jīng)模糊判決后得到的控制量(精確量)。y:對(duì)象的輸出。第6頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四也可以表示成第7頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四工作步驟: 輸入量模糊化 建立模糊規(guī)則 進(jìn)行模糊推理 輸出量反模糊第8頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四3、模糊控制的特點(diǎn)適用于不易獲得精確數(shù)
4、學(xué)模型的被控對(duì)象,是一種語言變量控制器 從屬于智能控制的范疇。該系統(tǒng)尤其適于非線性,時(shí)變,滯后系統(tǒng)的控制抗干擾能力強(qiáng),響應(yīng)速度快,并對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的變化有較強(qiáng)的魯棒性。第9頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四二、模糊控制在汽車的應(yīng)用方面1、ABS防抱死系統(tǒng)工況的多變及輪胎的非線性2、汽車巡航系統(tǒng)外界負(fù)荷的擾動(dòng)、汽車質(zhì)量和傳動(dòng)系效率的不確 定性、被控對(duì)象的強(qiáng)非線性3、汽車空調(diào)人體舒適感的模糊性和空調(diào)復(fù)雜結(jié)構(gòu)4、半主動(dòng)懸架系統(tǒng)參數(shù)不穩(wěn)定性5、發(fā)動(dòng)機(jī)第10頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四三、在汽車空調(diào)上的應(yīng)用對(duì)汽車空調(diào)系統(tǒng)的要求:技術(shù)性能和控制性能優(yōu)良,滿足人
5、體舒適性的要求;節(jié)能自動(dòng)控制的應(yīng)用是達(dá)到這兩方面要求的一個(gè)重要途徑。經(jīng)典控制理論:建立數(shù)學(xué)模型現(xiàn)代控制理論:狀態(tài)方程 空調(diào)器為典型的傳質(zhì)換熱系統(tǒng),結(jié)構(gòu)和內(nèi)部物理過程復(fù)雜,難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。汽車空調(diào)由于工作條件多變,用傳統(tǒng)的控制方法如:PID控制,難以獲得較好的控制效果。 對(duì)于環(huán)境干擾,魯棒性好,能夠抑制非線性因素對(duì)控制器的影響第11頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四 全空調(diào)型客車空調(diào)原理圖1、外進(jìn)風(fēng);2出風(fēng)口;3蒸發(fā)器風(fēng)機(jī):4蒸發(fā)器芯;5熱水器芯: 6溫度門:7、出風(fēng)口:8車內(nèi)進(jìn)風(fēng)第12頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四模糊控制是基于語言的控制
6、模糊語言集的組成: T(E) T(E)=負(fù)大,負(fù)中,負(fù)小,零,正小,正中,正大用模糊語言變量E 來描述偏差,或用符號(hào)表示 負(fù)大NB(Negative Big)、 負(fù)中NM(Negative Medium)、 負(fù)小NS(Negative Small)、 零ZE(Zero)、 正小PS(Positive Small)、 正中PM(Positive Medium), 正大PB(Positive Big),則: T(E)= NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB第13頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四建立隸屬函數(shù):各參數(shù)對(duì)相應(yīng)子集的隸屬函數(shù)分別由不同的函數(shù)族決定。參數(shù)的相應(yīng)子集
7、指該參數(shù)被人為地劃分成的等級(jí)所構(gòu)成的一組模糊集合。相應(yīng)子集的多少,由控制精度決定。例如,參數(shù)“溫差”的相應(yīng)子集可以是“正大,正小,負(fù)小,負(fù)大”,也可以是“正大,正中,正小,負(fù)小,負(fù)中,負(fù)大”,后者比前者模糊子集多,因而控制精度更高(在其它條件相同的情況下)。溫度偏差x 的相應(yīng)子集為: 正大:u() =1-1/(1+0.5X2) (X0) 正中:u ()=1/(1+(x-2)2) (X0) 正?。簎 ()=1/(1+(x-1)2) (X0) 正很?。簎 ()=1/(1+0.5X2) (X0) 負(fù)很?。簎 ()=1/(1+0.5X2) (X0) 負(fù)?。簎 ()=1/(1+(x+1)2) (X0)
8、負(fù)中:u ()=1/(1+(x+2)2) (X0) 負(fù)大:u ()= 1-1/(1+0.5X2) (X0)第14頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四溫度偏差E的隸屬函數(shù)溫度變化率Eu的隸屬函數(shù)控制輸出量U的隸屬函數(shù)第15頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四普通集合對(duì)溫度的定義 模糊集合對(duì)溫度的設(shè)定第16頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四汽車空調(diào)模糊控制系統(tǒng)的控制執(zhí)行器壓縮機(jī)、蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)、電子膨脹閥控制目標(biāo): 壓縮機(jī)能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制其排量; 蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)控制車內(nèi)的送風(fēng)量; 電子膨脹閥控制壓縮機(jī)吸入氣體的過熱 度。 執(zhí)行器和控制量之間有交
9、互的影響, 增加了控制的復(fù)雜性。第17頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四 汽車空調(diào)模糊控制框圖第18頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四模糊控制規(guī)則:(根據(jù)人工經(jīng)驗(yàn)設(shè)定) 根據(jù)溫差和溫差變化率設(shè)定等級(jí),推導(dǎo)壓縮機(jī)排量、膨脹閥開度和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的等級(jí)。 (1) 如果溫差“正大”, 溫差變化率“負(fù)很小”, 認(rèn)為機(jī)器制冷力嚴(yán)重不足。運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置為: 壓縮機(jī)排量為“最大”, 膨脹閥開度為“最大”, 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為“最大”。(2) 如果溫差“正中”, 溫差變化率“正大”, 認(rèn)為機(jī)器制冷力不足, 運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置為: 壓縮機(jī)排量為“大”, 膨脹閥開度為“大”, 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為“大
10、”。(3) 如果溫差“正小”, 溫差變化率“正中”, 認(rèn)為機(jī)器制冷力仍不足, 運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置為: 壓縮機(jī)排量為“中”, 膨脹閥開度為“中”, 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為“中”。. .如果溫差變化率相應(yīng)子集數(shù)和溫差相同, 均為8 個(gè), 那么, 這種類型的規(guī)則應(yīng)有64 條第19頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四 模糊控制規(guī)則表建立模糊控制規(guī)則的基本思想:當(dāng)誤差大或較大時(shí),選擇控制量以盡快消除誤差為主,而當(dāng)誤差較小時(shí),選擇控制量要注意防止超調(diào),以系統(tǒng)的穩(wěn)定性為主要出發(fā)點(diǎn)。 以誤差為負(fù)大時(shí),誤差變化為負(fù)大為例,這時(shí)誤差有增大的趨勢,為盡快消除已有的負(fù)大誤差并抑制誤差變大,所以控制量取負(fù)大,即使風(fēng)門
11、開度達(dá)到最小,減少通過加熱器的風(fēng)量。第20頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四控制步驟:. 計(jì)算出溫度差x,溫差的變化率 ,x, 即為精確的控制輸入。. 求出控制輸入x、x 對(duì)相應(yīng)子集的隸屬度,把精確的控制輸入轉(zhuǎn)換成模糊量。例如,x=1,x=0.1/min,則有:x 對(duì)相應(yīng)子集的隸屬度為(按前述設(shè)定隸屬函數(shù)): 正大:u (x)=0.33 正中:u (x)=0.5 正?。簎 (x)=1 正很?。簎 (x)=0.67 其余子集:u (x)=0同樣地, 對(duì)相應(yīng)子集隸屬度亦可算出,例如: 正大:u ( )=0.1 正中:u ( )=0.8 正?。簎 ( )=0.9 正很?。簎 (
12、 )=0.1 其余子集:u ( )=0第21頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四. 模糊控制規(guī)則條件部分的隸屬度。 例如,對(duì)前述設(shè)定的模糊控制規(guī)則、控制輸入組y=x=1,x=0.1/min對(duì)其條件部分的隸屬度可求得:對(duì)規(guī)則的條件部分:u(y)=0對(duì)規(guī)則的條件部分:u (y)=0.1對(duì)規(guī)則的條件部分:u (y)=0.8.第22頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四(4)利用模糊控制規(guī)則,推導(dǎo)控制輸出的模糊量。由前一步驟計(jì)算的對(duì)規(guī)則條件部分的隸屬度u(y),可直接得出相應(yīng)規(guī)則結(jié)論部分對(duì)相應(yīng)子集的隸屬度。例如,對(duì)規(guī)則,已知y 對(duì)條件部分的隸屬度u (y)=0.8
13、,那么,壓縮機(jī)排量F 對(duì)“中等排量”隸屬度u (F)=0.8,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速v,對(duì)“中等轉(zhuǎn)速”隸屬度u (v)=0.8,膨脹閥開度N 對(duì)“中等轉(zhuǎn)速”隸屬度u (N)=0.8??紤]所有有關(guān)的結(jié)論部分,即可得到控制輸出對(duì)相應(yīng)子集的隸屬度。如壓縮機(jī)排量F 對(duì)相應(yīng)子集的隸屬度為:最大:u (F)=0 大:u (F)=0.1 中:u (F)=0.8 ?。簎 (F)=0.7 最?。簎 (F)=0.1第23頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四 模糊推理規(guī)則模糊量化為清晰量輸出第24頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四 輸出模糊量第25頁,共35頁,2022年,5月20日,6
14、點(diǎn)53分,星期四根據(jù)重心法原則 模糊控制器控制表第26頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四 模糊控制與常規(guī)控制比較模糊控制具有超調(diào)量小、穩(wěn)差小的特點(diǎn)。一般汽車空調(diào)模糊控制可節(jié)能 15%20%。第27頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四控制過程:1、根據(jù)溫度傳感器和濕度傳感器測定的溫度濕度,以人體舒適感為基 礎(chǔ),對(duì)車廂溫度進(jìn)行模糊修正2、根據(jù)設(shè)定溫度和實(shí)測溫度,用模糊控制原則推論控制輸出3、根據(jù)室外溫度、乘車滿員率對(duì)控制輸出進(jìn)行熱負(fù)荷模糊修正。4、根據(jù)車門啟閉情況,對(duì)控制輸出進(jìn)行修正第28頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四實(shí)行模糊控制
15、要進(jìn)行三個(gè)方面的工作: 精確量的模糊化,把語言變量的語言值化為某適當(dāng)論域上的模糊子集; 模糊控制算法和設(shè)計(jì),通過一組模糊條件語句構(gòu)成模糊控制規(guī)則,并計(jì)算模糊控制規(guī)則決定的模糊關(guān)系;輸出信息的模糊判決,并完成由模糊量到精確量的轉(zhuǎn)化 結(jié) 論:第29頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四在ABS中的的應(yīng)用 車輛工況的多變及輪胎的非線性導(dǎo)致傳統(tǒng)PID控制中比例、微分、積分最佳參數(shù)匹配的困難,模糊控制恰好適應(yīng)了這種變工況非線性系統(tǒng)的控制,并具有魯棒性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn) ABS 模 糊 控 制 模 型第30頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四誤差的變化率定義為E = S - S0 , S0為期望滑移律點(diǎn)誤差的變化率定義為EC =( Ek - Ek - 1 ) / T 控制量U 為制動(dòng)系統(tǒng)壓力,它決定了制動(dòng)力矩的大小,為輸出量。 第31頁,共35頁,2022年,5月20日,6點(diǎn)53分,星期四 模糊控制規(guī)則 車輪與輪速關(guān)系曲線 滑移率變化曲線第32頁,共35頁,2022年,5月20日
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 詩歌的表達(dá)技巧與讀者感受文學(xué)概論試題及答案
- 計(jì)算機(jī)四級(jí)嵌入式算法考查試題及答案
- 2025年計(jì)算機(jī)VFP考試了解解決方案試題及答案
- 紅色絢爛-幼兒園元旦晚會(huì)回顧
- 2025年嵌入式考試的重要性分析試題及答案
- 合同轉(zhuǎn)讓協(xié)議書15條范本
- 買賣膠樹合同協(xié)議書
- 計(jì)算機(jī)三級(jí)軟件測試新手入門指南及試題及答案
- 全款合同協(xié)議書范本圖片
- 美容整形合同協(xié)議書范文
- 有限空間監(jiān)理實(shí)施細(xì)則
- 把信送給加西亞 (完整版)
- 色卡-CBCC中國建筑標(biāo)準(zhǔn)色卡(千色卡1026色)
- 《數(shù)據(jù)資產(chǎn)會(huì)計(jì)》 課件 第二章 數(shù)據(jù)的資產(chǎn)化
- 2024年河北省高考?xì)v史試卷(含答案解析)
- 2024年危險(xiǎn)品二手車收購協(xié)議書范文
- 高考英語高頻詞600
- 2022年江蘇省江陰市四校高一物理第二學(xué)期期末經(jīng)典試題含解析
- 2023年江蘇省南京市中考化學(xué)真題(原卷版)
- DB15-T 3619-2024 旅游風(fēng)景道驛站等級(jí)劃分與評(píng)定
- (高清版)DB15∕T 3585-2024 高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田施工質(zhì)量評(píng)定規(guī)程
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論