一种新的仿人智能控制方法
一种新的仿人智能控制方法
满足不等式约束时,使系统到达终态所需时间最短的控制。它往往导致系统的控制分量在自己的两个边值之间来回转换[4],故又称Bang-Bang控制。Bang-Bang控制的切换条件(开关线或开关面)通常是系统状态的非线性函数,如此,工程上很难求得合适的开关线/面。
变结构双模控制和Bang-Bang控制的实质是采用分段常值控制,每个常值控制的宽度依赖于切换条件,常值控制的可调宽度具有自适应性,可以抵御系统的不确定性,使系统趋向终态。但是,他们的难点也是显而易见的,变结构双模控制有高频抖振,而Bang-Bang控制难于获得并难于实现非线性的开关线/面。双模的两个模态依仿人智能控制策略,可以解释为:在一段时间内,如果一个模态为加速启动,则另一个模态就表现为反向强制。 3 新的仿人智能控制策略
人工控制行为包括形象直觉的定性控制和逻辑抽象的定量控制两方面。定性控制是依据被控系统当前的状态表象和特征信息,结合过去经验总结而做出的决策性快速控制;而定量控制则是针对系统的输入输出关系做出定量计算和判断,进而产生定量调整动作的控制[5]。
仿人智能控制中定性控制的策略应包括:开环控制的主动性、闭环控制的监控性、反向控制的强制性、稳态控制的激励性以及调幅调宽的适应性等[6]。定量控制则是在对一类对象或特定对象进行分析后,决定出各个控制策略的区间划分和转换条件等。
人工控制的典型特点是等一等、看一看。等一等就表明它通常是一种分段常值控制。常值控制时,系统实际处于一种开环控制中,具有开环控制的主动性。当系统满足切换条件后,控制作用由一个常值跳转到另外一个常值,这个新的常值对系统施加了“强制性”,如双模控制就是施加了反向控制的强制性。每一常值作用的时间长度依赖于系统的响应情况,具有调宽适应性;若这些常值不是预先固定,而是依据系统响应的特征决定,则还有调幅的适应性。转换条件一般是系统响应的特征状况,依靠看一看的反馈监控性可以判定是否满足。
如此,本文提出一种改革的双模控制。首先,它的两个模态对应系统特征决定的两个常值,如依极值偏差的倍数确定或/和依控制量的极限值确定;其次,模态的转换条件可以是系统状态的函数,也可以是系统中易于观察的某些特征,如偏差进入预定区段,偏差的变化率满足某个条件等。
当偏差的极值减小并趋于零,双模的差别也减小并趋于零。“抖振”也就削弱并消失,最终稳态由智能积分的保持值作稳态的持续激励[7,8]。另外,当干扰出现的一开始,人工控制也并不知道多大的控制量才算有效合理,只能边控制,边观察,边总结,最后找到一个合理的控制量,使被控制量朝稳态区域变化。
4 仿真试验
依照本文提出的思想,进行了二、三阶对象的仿真。本处提出的一种仿人智能控制器方案如下:de⑴若 > 1 则
IdtIun= k2emax,n 1+un u n 1 e + u , 或 1(emax,n 1≠0)= k(e=0)n 1max,n 1
此处必然获得极值点emax,n,且有
I un=1edt∫TI
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