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內(nèi)容簡介

　　本書結合作者近年來的研究工作，系統(tǒng)介紹非線性分布參數(shù)系統(tǒng)時空模糊建模及邊界控制設計，充分考慮系統(tǒng)的空間分布特征，重點闡述時空模糊系統(tǒng)及其逼近性能分析. 在此基礎上，針對一類由拋物型偏微分方程描述的非線性分布參數(shù)系統(tǒng)，進一步建立邊界鎮(zhèn)定和跟蹤模糊控制設計方法，并將相關理論研究成果應用于解決帶鋼熱軋溫度智能調(diào)節(jié)問題，通過數(shù)值仿真實驗展示其工程應用效果. 本書反映了近年來非線性分布參數(shù)系統(tǒng)模糊控制理論研究的成果。

作者簡介

　　王俊偉，男，博士研究生，北京科技大學智能科學與技術學院，副教授。先后于2007年和2009年在哈爾濱工程大學獲理學學士學位和理學碩士學位，2013年在北京航空航天大學獲工學博士學位（導師：吳淮寧教授）。主要從事分布參數(shù)系統(tǒng)、智能系統(tǒng)建模與控制、多機器人協(xié)同控制等方面的理論和應用研究。目前出版中文學術著作1部，受理發(fā)明專利4項，發(fā)表（含錄用待發(fā)表）學術論文60余篇（包括《Automatica》、《IEEE Transactions on Automatic Control》、《IEEE Transactions on Fuzzy Systems》、《IEEE Transactions on Cybernetics》等國際知名學術期刊）。主持并參與包括國家自然科學基金、科技部、中國博士后科學基金、北京市自然科學基金等多項科研項目。入選2015年度香江學者計劃。受邀擔任美國《數(shù)學評論》評論員、國際SCI期刊《Frontiers in Artificial Intelligence》模糊系統(tǒng)方向編委、《Electronics》控制系統(tǒng)工程編委以及《工程科學學報》青年編委。

圖書目錄

1 緒論 . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 研究背景與意義. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 邊界控制發(fā)展概況. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 拋物型分布參數(shù)系統(tǒng)發(fā)展概況. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.4 模糊控制發(fā)展概況. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.5 跟蹤控制發(fā)展概況. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.6 本書主要內(nèi)容與結構安排. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 基礎數(shù)學知識12
2.1 偏微分方程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2 穩(wěn)定性理論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3 基于觀測器的輸出反饋控制. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.4 龐加萊?D溫格爾不等式的變種形式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.5 本章小結與文獻說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3 時空模糊系統(tǒng)21
3.1 時空模糊集合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.2 邏輯運算法則. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.3 時空模糊關系、模糊規(guī)則與模糊推理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4 Mamdani型時空模糊系統(tǒng). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.5 Takagi-Sugeno型時空模糊系統(tǒng). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.5.1 T-S模糊PDE模型的形式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.5.2 T-S模糊PDE模型的構建. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.6 時空模糊系統(tǒng)一致逼近性能分析及誤差量化. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.7 本章小結與文獻說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4 模糊邊界鎮(zhèn)定控制37
4.1 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.2 系統(tǒng)描述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.3 時空T-S模糊模型與問題描述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.4 模糊邊界鎮(zhèn)定控制設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.4.1 靜態(tài)模糊邊界補償器設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.4.2 基于觀測器的動態(tài)邊界模糊補償器設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.5 數(shù)值仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.5.1 空間連續(xù)分布測量與同位邊界測量仿真結果. . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.5.2 非同位空間離散測量仿真結果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.5.3 非同位邊界測量仿真結果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.6 本章小結及文獻說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5 模糊邊界輸出跟蹤控制83
5.1 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.2 系統(tǒng)描述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.3 時空T-S模糊模型與問題描述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.4 模糊邊界輸出跟蹤控制設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.4.1 靜態(tài)模糊PID邊界同位輸出跟蹤控制設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.4.2 動態(tài)模糊邊界非同位輸出跟蹤控制設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5.5 數(shù)值仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
5.5.1 模糊邊界同位輸出跟蹤控制仿真結果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
5.5.2 模糊邊界非同位輸出跟蹤控制仿真結果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.6 本章小結與文獻說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
6 熱軋帶鋼溫度場模糊邊界調(diào)節(jié)122
6.1 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
6.2 帶鋼熱連軋生產(chǎn)鋼坯再加熱模糊PID溫度調(diào)節(jié). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
6.2.1 鋼坯再加熱過程非線性溫度時空演化動態(tài)模型. . . . . . . . . . . . . . . 123
6.2.2 基于觀測器的模糊PID溫度測量輸出調(diào)節(jié)控制設計. . . . . . . . . . . . 125
6.2.3 數(shù)值仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
6.3 熱軋帶鋼軋后層流冷卻模糊溫度調(diào)節(jié). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
6.3.1 熱軋帶鋼軋后層流冷卻過程模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
6.3.2 基于觀測器的模糊溫度輸出跟蹤控制設計. . . . . . . . . . . . . . . . . 139
6.3.3 數(shù)值仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
6.4 本章小結. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
參考文獻 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145