可优化的趋向性曲面控制方法

创新和使用便利已成为现代产品成功的要素。在控制领域，PID控制器因其朴实的合理性获得最广泛应用。但是，传统PID控制器存在鲁棒性和自适应能力较差的局限。模糊控制方法根据规则来产生控制作用，具有良好的鲁棒性和自适应能力，但控制精度较差，且设计方法远不够方便。人类智慧充分体现在能够针对目标变化的趋势，迅速给出相应的调整，并获得良好的控制效果。参考这一思想，设计一种崭新的、便于应用的控制方法是作者追求的目标。本书提出一种利用趋向性曲面来实现控制输出的新方法。利用趋向性输出曲面，既可以根据输入直接产生控制输出，也可利用输出曲面的可视化效果直观研究和设计整体的控制模式，避免模糊控制或PID控制那样需要间接的复杂计算。同时，由于构成趋向性输出曲面的参数较少，便于对参数进行优化或人工试探。由于输出曲面容易调整（例如，可以借助计算机图像技术，用鼠标推拉曲面），能够提高控制器的柔性以适应不同系统或条件变化。本书给出了控制输出趋向性变化的定义，利用多项式构造了趋向性输出曲面，证明了所构建的输出曲面是连续和光滑的，实现了系统的优化控制，并通过实例证明了新方法的有效性。