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《模糊pid控制器設(shè)計和仿真》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、模糊PID控制器設(shè)計和仿真 摘要：模糊PID控制器無需建立被控對象的數(shù)學(xué)模型，對被控對象的時滯、非線性和時變性具有一定的適應(yīng)能力，魯棒性好的優(yōu)點。通過Simulink對其仿真研究表明模糊PID控制器具有在控制過程的前期階段具有模糊控制器的優(yōu)點,而在控制過程的后期階段又具有PID調(diào)節(jié)器的所有優(yōu)勢,是一種性能優(yōu)良的控制器。關(guān)鍵詞：模糊PID模糊控制SimulinkPID控制DesignandSimulationofFuzzyPIDControllerAbstract：FuzzyPIDcontroller
2、withouthavingtoestablishamathematicalmodelofobject，ithaveacertainabilitytoadapttotimedelay,nonlinearandtime-varyingofcontrolledobject,alsoithaveagoodadvantageofrobustness.ThedesignandsimulationofFuzzyPIDcontrollerthroughsimulink,wefindthatithaveanexcell
3、enceofFuzzycontrolintheearlystageofcontrolprocess.Meanwhile,ithavealladvantagesofPIDregulatorinthelatestageofcontrolprocess.Soitisakindofcontrollerwhichhaveanexcellenceperformance.7Keyword:FuzzyPIDFuzzyControlSimulinkPIDControl中圖分類號：TM571文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A1引言模糊控制是
4、以模糊集合論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計算機控制方法,作為智能控制的一個重要分支,在控制領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用,模糊控制與傳統(tǒng)控制方式相比具有以下突出優(yōu)點：a不需要精確的被控對象的數(shù)學(xué)模型；b使用自然語言方法,控制方法易于掌握；c魯棒性好,能夠較大范圍的適應(yīng)參數(shù)變化；常規(guī)模糊控制器的原理如圖1所示：圖1模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1StructureofFuzzycontrolsystemPID控制表達(dá)式比例環(huán)節(jié)---根據(jù)偏差量成比例的調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制量，以此產(chǎn)生控制作用，減少偏差。積分環(huán)節(jié)---
5、用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度。微分環(huán)節(jié)---根據(jù)偏差量的變化趨勢調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制量，在偏差信號發(fā)生較大的變化以前，7提前引入一個早期的校正信號，加快系統(tǒng)動作速度，減少調(diào)節(jié)時間的作用。模糊PID控制是結(jié)合PID控制和模糊控制得出的一種新型控制方式，其基本原理[2]如圖2所示：圖2模糊PID控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.2StructureofPIDcontrolsystembasedonFuzzy上圖為模糊控制系統(tǒng)的框圖，模糊PID控制，把模糊理論應(yīng)用于控制系統(tǒng)中，通過找到PID三個參數(shù)與e和之間的模糊關(guān)系，在運
6、行中不斷的檢測e和，根據(jù)模糊控制理論來對三個參數(shù)修改，以滿足不同e和對控制參數(shù)的不同要求，使控制系統(tǒng)具有良好的動、靜態(tài)性能。2模糊規(guī)則[3]的設(shè)定PID模糊控制重要的任務(wù)是找出PID的三個參數(shù)與誤差e和誤差變化率之間的模糊關(guān)系，在運行中不斷檢測e和，根據(jù)確定的模糊控制規(guī)則來對三個參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整，滿足不同e和時對三個參數(shù)的不同要求。一般來說，不同的偏差e和偏差變化率對PID控制器的參數(shù)、和有不同的要求。以典型二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的誤差曲線為例進(jìn)行分析如下：7圖3二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)誤差曲線Fig.3Cur
7、vesoferrorsofstepresponse模糊PID控制根據(jù)系統(tǒng)運行的不同狀態(tài),考慮、、三者的關(guān)聯(lián)，根據(jù)工程經(jīng)驗設(shè)計模糊整定這三個參數(shù)，選擇輸入語言變量為誤差e和偏差變化率,模糊集為NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB七個模糊值；選擇輸出變量為、和。其模糊集也取NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB七個模糊值。其模糊規(guī)則表如下：表1模糊規(guī)則表表2Ki模糊規(guī)則表表3Kd模糊規(guī)則表3模糊PID控制器的設(shè)計[4]我們的控制對象為,7通過在Matlab-Simulink中搭建系統(tǒng)，在對模塊封裝的
8、時候我們選在subsystem，在其中設(shè)計每個分裝模塊，在Fuzzylogiccontroller模塊中我們要在命令窗口輸入fuzzy，則會出現(xiàn)fiseditor，在其中設(shè)置Fuzzylogiccontroller的核心部分，輸入輸出點數(shù)的選擇，其隸屬度函數(shù)曲線模型，量化范圍，以及模糊規(guī)則等。最后把fiseditor保存。關(guān)閉掉fiseditor以后要打開修改使用fuzzy文件名，要把整個系統(tǒng)連接成功要選擇fiseditorfile下面的exportto
