基于matlab的模糊pid控制器的設(shè)計和仿真

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1、控制系統(tǒng)中文核心期刊《微計算機(jī)信息)(測控自動化)209年第25卷第卜,期旦口口旦旦旦旦互互照旦旦旦旦組目旦旦旦旦旦旦旦巨旦,旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦文章編號:l08刁盯儀2州珍)01一1訓(xùn)燦48刁2基于Matlab的模糊PIO控制器的設(shè)計和仿真DesignandSimulationofAFuzyPIDCOntrOllerBasedonMatlab(;.中北大學(xué)機(jī)械工程與自動化學(xué)院;2.中北大學(xué)理學(xué)院)趙永娟’孫華東2ZHAOYOng一uanSUNHua刁ong:以誤差和誤差變化,利用模糊推理的方法實現(xiàn)了對PI,MATLAB

2、環(huán)境下摘要本文率為輸入D參數(shù)的在線自動整定并且在對。,,該控制器進(jìn)行了設(shè)計和仿真從仿真結(jié)果可以看出參數(shù)自整定模糊PID控制器控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制器提高了系統(tǒng)。,的動靜態(tài)性能這種泥合系統(tǒng)把PID控制的簡便性與Fuzy控制的靈活性以及普棒性融為一體發(fā)揮了傳統(tǒng)控制與Fuzy控制的各自長處,具有較強(qiáng)的實際意義,時進(jìn)一步應(yīng)用研究具有較大的參考價值。關(guān)妞詞:自整定;PID控制器;模糊PID;MAAB;仿真TL中圈分類號:TP2714文獻(xiàn)標(biāo)識碼:Art:ntsaer,eranereangeataennputs,azzyireneemeto5utz

3、erozeautomatereat-A加tacIhipprmdrmhrekasifunfehd1ilidrealii,lingPIDPmete。,andeeontroer5esneansuatewt.eresutosuatonneatesthatfuzzyPIDarthll1digddimldihMATLABThlfimliidieontrullerwithseU一adjustingpmeters15superiortotraditionalPIDeontrolleranditeanimprovethedynamieandstatiepr

4、opertiesaroteeontsste.sxnssteeonesweonveneneeoeonanexenessanustne.fhrolymThimiigymmbiithifPIDt功1dflibldrobs,offuz盯eontrolaeooouseoseetveavtage,otratone一ntanzyeon,anasastnraeteasneaneeanaItmkgdfrepidanfdiialroldfuZtroldhrogPiligifidhighrefereneevalueforfuerapplieatons.rthi

5、Keywords:SeU卜加川叱;PIDcontroue;FuZzyPm;MATLAB;S七n刊Ia如nK。、K,進(jìn)行在線整定,以滿足不同的誤差e和誤差變化率eC對1引言,、PI、,控制器參數(shù)的不同要求而使被控對象具有良好的動態(tài)靜態(tài)D控制由于其算法簡單魯棒性好及可靠性高被廣泛應(yīng)。。,性能用于過程控制和運動控制中然而在生產(chǎn)現(xiàn)場中由于常規(guī)PID參數(shù)整定方法繁雜,其參數(shù)往往、,2.2PID控制器參數(shù)自整定原則整定不良性能欠佳對運行工,:況的整定性差。采用模糊推理的方法實現(xiàn)D、心和通常PID控制器的控制算式為PI參數(shù)甘,KD,不僅保持了常規(guī)PI、

6、U(k)=KE(k)+戊E(k)+凡EC(k)(l)的在線自整定D控制系統(tǒng)原理簡單使藝,,,,用方便、魯棒性較強(qiáng)等優(yōu)點,而且具有更大的靈活性、整定性、式中藝E(k)二E(k)+E(卜l)和Ee(k)二E(k卜E你一)(k印一2)分別為,,.,,?？刂凭雀檬悄壳拜^為先進(jìn)的一種控制系統(tǒng)采用MAT-其輸人變量偏差與偏差變化KFK及札分別為表征其比例。LAB對模糊自整定PID參數(shù)控制系統(tǒng)進(jìn)行計算機(jī)仿真可快速積分及微分作用的參數(shù),方便地實現(xiàn)多種規(guī)則和參數(shù)的準(zhǔn)確仿真效果,極大地提高模糊比例系數(shù)KP的作用在于加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度提高系統(tǒng)。,,,,,自

7、整定PID參數(shù)控制系統(tǒng)設(shè)計的效率和準(zhǔn)確性調(diào)節(jié)精度K越大響應(yīng)速度越快調(diào)節(jié)精度越高但過大將產(chǎn),。;2參數(shù)自整定模糊PIO控制器的設(shè)計生超調(diào)甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定積分系數(shù)K的作用在于消除系,‘,,1.1模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差K越大靜差消除越快但過大會產(chǎn)生積分飽和而引起較大的超調(diào)。微分系數(shù),長越大,參數(shù)自整定模糊D凡影響系統(tǒng)的動態(tài)特性PI控制器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由參數(shù)可調(diào),,。,越能抑制偏差變化但過大會延長調(diào)節(jié)時間降低抗干擾能力PID和模糊控制系統(tǒng)兩部分構(gòu)成其結(jié)構(gòu)如圖1所示模、K.、,1糊推理日參數(shù)修正}根據(jù)參數(shù)玲瑞對系統(tǒng)輸出特性的影響情況可歸納出,

8、、、,系統(tǒng)在被控過程中對于不同的偏差和偏差變化率參數(shù)K凡凡IKI!凡氏的自整定原則:夕(t),,當(dāng)罕PID控制器-.昭燕卜叫控制系統(tǒng)(l)當(dāng)偏差較大時為了加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度并防止因開始時偏差的