模糊控制器量化因子和比例因

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模糊控制器量化因子和比例因子的作用

当由计算机实现模糊控制算法进行模糊控制时，每次采样得到的被控制量需经计算机计算，使得到模糊控制器的输入变量误差及误差变化率。为进行模糊化处理，必须将输入变量从基本论域转换到相应的模糊集的论域 X =[-3,3] 。这中间须将输入变量乘以相应的因子，从而引出了量化因子的概念。描述了误差的基本论域、量化因子和模糊集论域之间的关系。

在调试三级倒立摆模糊控制器参数的过程中，我们发现除了隶属度函数的形状、分

布及模糊规则对模糊控制效果有影响外，量化因子和比例因子对控制效果的影响更加显

著[44~47]。经过大量的仿真和分析，得到了量化因子、比例因子和系统性能的如下关系：

1)  对三级倒立摆模糊控制系统性能的影响 eK

eK 越大系统上升速率越快，模糊控制器的死区越小，系统分辨率越高；

eK 过大，系统上升速率过快，误差变化率 EC 将迅速进入饱和区，使得模糊控制系

统长期工作于饱和状态，结果产生振荡，甚至使系统不稳定；

eK 过小，系统上升速率过小，也会产生振荡，甚至使系统不稳定。

2)  对三级倒立摆模糊控制系统性能的影响 K：

K 对三级倒立摆系统稳定性的影响没有 显著，但对模糊控制器控制品质仍有很大影响，只有把它与配合调整时才能收到很好的效果。

K 越大，对系统状态变化的抑制能力增大，可以增加系统的稳定性；

K 过大，系统输出上升速率过小，系统的过渡过程时间变长，响应变慢；

K 过小，系统输出上升速率过大，可能导致系统输出产生过大的超调和振荡，最终导致系统不稳定。

3)  对三级倒立摆模糊控制系统性能的影响 K：

K 直接与输出量相关，对模糊控制器输出量的作用比 更为直接。固定 、的值，改变 ，对系统控制器的输出量u的影响较大， 增大，系统超调量随着增大。动态过程加快；反之， 减小，系统超调量减小，动态过程变慢。需要指出的式 的可调范围比较小，太大和太小的机都会使系统不稳定，系统响应对的变化很敏感。

K 增大，系统的控制量相应增大，系统响应速度加快；

K 过大，会导致系统控制量过大，从而产生较大的超调乃至振荡和发散；

K 过小，三级倒立摆系统欠控制，快速性变差，稳态精度变差，严重时也会导致发散；

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