| 對于步進電機運行的閉環控制，這里采用兩輸入單輸出的模糊控制器。兩個輸入量分別是天線陣面跟蹤角位移的偏差和偏差變化率，輸出量是步進電機的運行頻率。一個典型的模糊控制器都包含有三個環節：精確量的模糊化、模糊推理和反模糊化。 為提高實時性和跟蹤精度，這里采用離線模糊推理運算，制定模糊決策表，存入EPRO中，用查表法決定輸出量。由于雷達罩天線座測量儀測量參數較多和測量環境的變化（如室外風載荷影響等），在一般場合下，依據原手動斷續定點跟蹤測量經驗總結的知識庫則常常具有很大的局限性，致使控制效果受到影響。為此，在反模糊化環節后面，又加入了自適應參數調節環節，以適應不同測量場合和控制過程的突變，提高跟蹤效果。因此本文設計的閉環適應性模糊控制器的結構框圖如圖1所示。1.精確量的模糊化 對反饋測量環節得到的方位、俯仰軸的角位移偏差和偏差變化率信號的精確值，首先進行模糊化處理。對于角位移偏差、偏差變化率和控制輸出量分別可看作離散整數論域[-6，+6]上的語言變量E、E7和F，并對E、E7、F的語言變量值化分為：PL（正大）、PM（正中）、PS（正?。?、O、NS（負?。M（負中）、NL（負大）7個檔次，其隸屬函數取三角分布，如圖2所示。2.模糊推理及決策表建立 模糊推理就是根據一系列語言規則構成的模糊知識庫，對輸入變量進行推理，而獲得控制量的過程，對于圖1的模糊控制器結構，這里采取Mamdani推理法，并取如下模糊推理規則： 取i=0，1，2，…，7和j=0，1，2，…，7由式(1)產生7×7條控制規則，按照上述對語言變量的值檔次的劃分，其規則基如表1所示。 根據Mamdani推理法有A×B×C，其對應的模糊關系最為： 式(2)～(6)中，分別為模糊集合A、B、C、R的隸屬度，且： 對于已知輸入A、B，則輸出C可用下式求得： 3.模糊量的精確化 按上述模糊推理獲得的模糊控制量，還需進行精確化處理才能用于實際控制。對模糊量的精確化處理，本文采用工業控制中廣泛應用的加權平均法： 按照上述推理，離線計算得出模糊決策表，存人計算機內存，在跟蹤控制過程中靠查表法迅速得出控制量，從而大大提高了實時跟蹤能力和跟蹤精度。4.量化因子的適應性調節 由于雷達罩天線座跟蹤測量儀測量參數較多，且既有靜態測量又有動態測量，而上述決策表模糊推理知識庫是在一個方向為零角度（零點位置）而另一方向上為-60度～+60度全行程范圍內手動跟蹤測量得出的經驗總結，在其它場合下的參數測量時，模糊控制效果則不一定好，因此為使跟蹤效果更好，在基本模糊控制器的基礎上，又增加了輸入、輸出量化因子的適應性調節環節，以更好地適應各測量場合。 當偏差e或偏差變化率△P較大時，縮小K1、K2降低大偏差范圍內的分辨率，以獲得較平緩的控制特性，保證系統的穩定性；同時增大K3提高快速性，改善系統的動態性能。 當偏差e或偏差變化率△P較小時，系統已接近穩態，則調節增大K1、K2，提高系統對小偏差的分辨率，提高控制的靈敏度；同時縮小K3，以避免超調和振蕩，使系統盡快進入穩態精度范圍內。量化因子K1、K2、K3的調節規律如圖3所示。 圖3中，1為兩個輸入量的量化曲線，其上各點的斜率為量化因子K1、K2的適應性調節規律，2為調節的恒定量化因子，3為輸出量的量化曲線，其各點的斜率為K3的適應性調節規律。 |
