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变论域模糊控制器的改进及其应用* Improvement of Variable Universe Fuzzy Controller and its Application 周勇，李智 （桂林电子科技大学电子工程学院 桂林 541004) ZHOU YONG LI ZHI （Electronic Engineering College, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China ） 中图分类号：TP273+.4 ； 文献标识码：B； 摘 要:分析了变论域模糊控制器的优点，同时指出了其存在系统开销大，实时性差的缺陷， 采用了等级划分的思想对变论域模糊控制器进行了改进。同时将其应用于电机调速系统中， 给出了以 TMS320LF2407 为核心的改进后的变论域模糊控制器硬件电路和软件设计的一般 原则。 关键词：DSP ，变论域，模糊控制，伸缩因子 Abstract: Merits of variable universe fuzzy controller and points out its defaults such as high system spending and bad real-time performance are analyzed in this paper. We improve variable universe fuzzy controller by adapting scale partition method. At the same time, we apply the improved controller into motor speed modulation system and give principle of hardware and software design in the improved controller which takes TMS320LF2407 as the core. Key work: DSP, variable universe, fuzzy controller, contraction-expansion factor 0 前言[1] [2] [5] 。 模糊控制器以其结构简、鲁棒性强、不需要被控对象的数学模型以及粗调快速的优点， 得到了越来越广泛的应用。但是模糊控制器也存在着控制精度不高，存在调节死区等问题， 随着被控对象工作性能要求的不断提高，对控制精度的要求越来越高，模糊控制器的缺点也 日益突出，因此，很多的学者提出了与神经网络和遗传算法等先进算法相结合的模糊算法， 其中很多算法都取得了相当好的控制效果，但这些算法在改善控制效果的同时，也增加了算 法复杂度，提高了对控制系统资源的要求，因此，很多算法不适合应用于对实时性要求较高 的领域。相对于这些算法来说，李洪兴和张吉礼等提出的变论域模糊控制算法在不增加算法 实现复杂度的同时，提高了控制精度，解决了普通控制器的控制死区问题，因此，是一种很 值得发展的算法。 变论域自适应算法提出利用伸缩因子对普通模糊控制器的论域进行实时调整，使其在任 何范围内都能充分的对系统偏差进行描述和辨析，达到消除控制死区的目的。当采用工控机 或浮点 DSP 作为控制器时，该算法简易且实用。但采用当前市场上主流的定点 DSP 作为控 制器时，则需要对其进行相应优化。根据该算法，必须根据系统误差实时的计算伸缩因子， 同时利用伸缩因子对普通模糊控制器的输入输出进行伸缩变换，而这些计算又不可避免的引 入了浮点运算。大量的浮点运算带来了时延问题，对于实时性要求较高的系统来说，变论域 自适应算法有一定的局限性，因此，在实时性要求较高的系统，采用定点处理器作为控制器 时，必须对变论域自适应控制算法进行相应的改进，使其适应控制对象的要求。 1 变论域的改进。 根据文献[2]提出的算法，论域的变化是通过伸缩因子变换而实现的，伸缩因子随误差 逐渐收敛而从 1 至 0 无级变化，从而使系统论域缩小，使模糊划分对微小偏差也能有效描述。 其中伸缩因子根据误差大小而在线调整。伸缩因子的在线调整耗费