【正文】 I 摘 要 PID 控制器是最早發(fā)展起來的控制策略之一，由于其算法簡單、魯棒性好和可靠性高和可靠性高，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制。 PID 控制器 提供了反饋控制，通過比例環(huán)節(jié)成比例的反應(yīng)偏差信號，加快系統(tǒng)響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度，通過積分作用反應(yīng)并消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，通過微分作用預(yù)測未來偏差信號的變化趨勢，改善系統(tǒng)動態(tài)特性。 本文 將模糊控制器和 PID 控制器結(jié)合在一起 ,利用模糊邏輯控制實(shí)現(xiàn)了 PID 控制器參數(shù)在線自調(diào)整 ,進(jìn)一步完善了 PID 控制器的性能 ,提高了系統(tǒng)的控制精度。并把MATLAB 中的 Fuzzy Toolbox 和 SIMULINK 有機(jī)結(jié)合起來 ,方便的實(shí)現(xiàn)了該自適應(yīng)模糊PID 控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真 ,拓寬了 Fuzzy Toolbox 和 SIMULINK 的應(yīng)用范圍。 仿真結(jié)果表明：模糊 PID 參數(shù)自整定控制較常規(guī) PID 控制具有較小的超調(diào)量和較短的調(diào)節(jié)時(shí)間，以及較好的動態(tài)響應(yīng)特性和穩(wěn)態(tài)特性 。 關(guān)鍵詞： 模糊控制 ； PID 控制器 ； MATLAB； SIMULINK； 系統(tǒng) 仿真 。 II Abstract PID controller is one of the first developed one of the control strategy, because of its algorithm is simple, robust and reliable and high reliability, are widely used in industrial process control. PID controller provides a feedback control through the proportional response bias signal of the aspect ratio,to speed up response time, improve the accuracy of regulation。 through integral role to response to the steadystate system and eliminate errors, through differential role to predict the changes in trends of signal deviation in future。improve dynamic characteristics of the using of Fuzzy logic controller makes the parameter?s selfadaption of PID controller possible when Fuzzy logic controller and PID controller are bined together. It also perfects the properties of PID controller and improves the precision of control anic bination of Fuzzy Toolbox and SIMULINK realized the puter simulation of this selfadaptive Fuzzy PID control system conveniently,and also promotes the application of simulation results show that,pared with ordinary PID control, fuzzy PID parameters of selftuning control have smaller over shoot ,shorter regulation time and better dynamic response characteristics. Keywords: Fuzzy Logic control。PID controller。MATLAB。SIMULINK。System simulation. III 目 錄 緒論 ............................................................................................................................................ 1 1 MATLAB/Simlink 簡介 ....................................................................................................... 2 Matlab ......................................................................................................................... 2 Matlab 概述 ...................................................................................................... 2 Matlab 特點(diǎn) .................................................................................................... 2 Matlab 窗口 ...................................................................................................... 2 Simulink.................................................................................................................... 5 Simulink 概述 ................................................................................................... 5 Simulink 操作 ................................................................................................... 5 2 模糊控制 ............................................................................................................................ 10 模糊控制基本原理 .................................................................................................. 10 模糊控制器設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 10 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 10 論域及量化因子確定 .................................................................................... 11 控制規(guī)則設(shè)計(jì) ................................................................................................ 12 建立控制規(guī)則表 ............................................................................................ 15 建立控制表 .................................................................................................... 16 3 自適應(yīng) PID 控制器的 設(shè)計(jì) 及其在 Simulink 中 的仿真 ................................................... 17 PID 控制原理 ........................................................................................................... 17 模糊 PID 控制器在 Simulink 中的仿真制作 ......................................................... 20 模糊控制整定 P ID 參數(shù)的原理 ................................................................... 20 自適應(yīng) PID 控制器 Simulink 仿真結(jié)構(gòu) ....................................................... 23 PID 參數(shù)模糊自整定控制規(guī)則 ..................................................................... 28 仿真結(jié)果及對比結(jié)果分析 ............................................................................ 28 結(jié) 論 ........................................................................................................................................ 37 致 謝 ........................................................................................................................................ 38 參考文 獻(xiàn) .................................................................................................................................. 39 附錄 A 英文原文 .................................................................................................................. 40 附錄 B 中文翻譯 ................................................................................................................... 50 IV 1 緒 論 PID（比例 積分 微分）控制器是工業(yè)過程控制中最常見的一種線性控制調(diào)節(jié)器 ， 作為最早實(shí)用化的控制器已有 50 多年歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器 ， 廣泛應(yīng)用于化工、冶金、機(jī)械、熱工、輕工等工業(yè)過程控制系統(tǒng) 。 PID 控制器簡單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應(yīng)用最為 廣泛的控制器。 PID 控制器因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單、魯棒性較強(qiáng)，并且具有實(shí)現(xiàn)簡單的特點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)過程控制中。 PID 控制器 提供了反饋控制，通過比例環(huán)節(jié)成比例的反應(yīng)偏差信號，加快系統(tǒng)響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度，通過積分作用反應(yīng)并消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，通過微分作用預(yù)