【正文】 學(xué) 號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 題 目： 基于 VC的模糊 PID 控制模塊設(shè)計(jì) 日 I 摘 要 傳統(tǒng)的 PID 調(diào)節(jié)算法，不可避免地存在非線性、滯后和時(shí)變現(xiàn)象。其中有的參數(shù)未知或緩慢變化 。有的帶有延時(shí)和隨機(jī)干擾 。有的無(wú)法獲得較精確的數(shù)學(xué)模型或模型非常粗糙。 本系統(tǒng)采用微軟公司的高級(jí)編程語(yǔ)言 Visual C++ 作為開發(fā)工具 。 用戶設(shè)置的參數(shù)經(jīng)過(guò)模擬 PID 算法產(chǎn)生數(shù)據(jù)結(jié)果，模擬 PID 算法根據(jù)反饋回來(lái)的值來(lái)確定輸入?yún)?shù)，以達(dá)到精確控制的效果。 本系統(tǒng)開發(fā)完成后進(jìn)行了測(cè)試，并根據(jù)輸出結(jié)果繪制趨勢(shì)圖，均達(dá)到了預(yù)定的效果，各模塊和程序代碼均正確。 關(guān)鍵詞 : 模糊 PID，模糊規(guī)則，模糊算法， PID 調(diào)節(jié) II ABSTRACT The PID of algorithm traditional regulation exists nonlinear, slow and timevarying phenomena. Some of these parameters is unknown or slow changes with delay and random interference。 Some can not get more accurate mathematical model or the model is very rough. The system uses Microsoft39。s highlevel programming language Visual C + + as a development tool. After users set the parameters, PID algorithm generated simulation results and analog PID algorithm based on feedback back to determine the value of the input parameters to achieve the precise control of the effect. The system was tested and the mapping trends in accordance with output has reached the intended effect . the modules and code are correct . Key words： Fuzzy PID, fuzzy rules, fuzzy algorithm, PID regulator 目錄 摘 要 .........................................................................................................................I ABSTRACT ............................................................................................................. II 1 緒論 ....................................................................................................................... 1 引言 ........................................................................................................... 1 模糊 PID 研究的基本形式 ............................................................................ 2 Visual C++ 中文版的簡(jiǎn)介 ........................................................................ 4 2 模糊控制概述 ........................................................................................................ 6 簡(jiǎn)介 ........................................................................................................... 6 基于 TS 模型的模糊 PID 控制 ................................................................... 7 3 軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 7 VC 工程文件的建立 ..................................................................................... 7 界面設(shè)計(jì) .................................................................................................... 8 MSchart 控件的加載 ..................................................................................... 9 MSchart 控件屬性設(shè)置 ............................................................................... 10 MFC 類向?qū)гO(shè)置 ........................................................................................ 11 菜單欄建立 ............................................................................................... 12 Timer 控件建立 .......................................................................................... 14 “自動(dòng)運(yùn)行” 按鈕程序段 ........................................................................ 15 “單步運(yùn)行” 按鈕程序段 ........................................................................ 17 “重設(shè)參數(shù)” 按鈕程序段 ...................................................................... 19 “退出系統(tǒng)” 按鈕程序段 ...................................................................... 19 4 軟件打包 .......................................................................................................... 20 軟件發(fā)布 .................................................................................................. 20 生成安裝文件 ........................................................................................... 21 選擇安裝文件 .................................................................................. 21 生成安裝文件 .................................................................................. 22 總結(jié) ........................................................................................................................ 24 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 25 致謝 ............................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 基于 VC的模糊 PID 控制模塊設(shè)計(jì) 1 1 緒論 引言 傳統(tǒng)的 PID(比例 proportional，積分 integral，微分 derivative)控制器雖然以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、適應(yīng)性、精度高等優(yōu)點(diǎn)成為過(guò)程控制中應(yīng)用最為廣泛最基本的一種控制器 (據(jù)日本統(tǒng)計(jì)，當(dāng) 前工業(yè)上使用的控制中， PID 控制約占 %，而現(xiàn)代控制理論的控制方式只有 %)，而且 PID 調(diào)節(jié)規(guī)律特別是對(duì)于線性定常系統(tǒng)的控制是非常有效，一般都能夠得到比較滿意的控制效果，其調(diào)節(jié)品質(zhì)取決于 PID 控制器各個(gè)參數(shù)的確定。然而，針對(duì)上述的復(fù)雜系統(tǒng)，如果使用常規(guī)的PID 控制器，其 PID 參數(shù)不是整定困難就是根本無(wú)法整定，因此不能得到滿意的控制效果。為此近年來(lái)各種改進(jìn)的 PID 控制器如自校正、自適應(yīng) PID 及智能控制器迅速發(fā)展起來(lái)。 隨著微型計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，模糊 (FUZZY)控制以它全新的控制方式在控制界受到了極 大的重視并有了迅速的發(fā)展。 1974 年，英國(guó)科學(xué)家 次將模糊技術(shù)應(yīng)用于汽輪機(jī)的控制，開辟了模糊控制理論應(yīng)用的新領(lǐng)域。隨著技術(shù)的發(fā)展，模糊控制理論和模糊技術(shù)成為最廣泛最有前景的應(yīng)用分支之一。模糊控制器是一種專家控制系統(tǒng)，它的優(yōu)點(diǎn)是不需要知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型而能夠利用專家已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。重要的是當(dāng)系統(tǒng)為非線性系統(tǒng)時(shí)，模糊控制器還可以產(chǎn)生非線性控制作用。與傳統(tǒng)的 PID 控制方式相比，它具有特別適合于那些難以建立精確數(shù)學(xué)模型、非線性、大滯后和時(shí)變的復(fù)雜過(guò)程等特點(diǎn)。但是經(jīng)過(guò)深入研究，也會(huì)發(fā)現(xiàn)基本 模糊控制存在著其控制品質(zhì)粗糙和精度不高等弊病。而且用的最多的二維輸入的模糊控制器不是 PI 就是 PD 型，不是過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)不好就是不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。因此，在許多情況下，將模糊控制和 PID 控制兩者結(jié)合起來(lái)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，既具有模糊控制靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、快速性好的優(yōu)點(diǎn)，又具有PID 控制精度高的特點(diǎn)。從模糊技術(shù)應(yīng)用于控制領(lǐng)域開始，許多的學(xué)者就開始著手二者的結(jié)合，以期待對(duì)傳統(tǒng)控制的突破。 于是，許多模糊和 PID 相結(jié)合的控制器相繼出現(xiàn)，包括基于模糊推理的 PID參數(shù)自整定模糊和 PID 的復(fù)合控制器以及實(shí)現(xiàn) PID 功能的模糊 PID 控制器 等。許多的仿真和實(shí)際例子都顯示這些模糊 PID 控制器具有較好的性能。然而這些模糊 PID 控制器雖然比傳統(tǒng)的 PID 控制器有很大的改進(jìn)，但模糊規(guī)則的獲取，基于 VC的模糊 PID 控制模塊設(shè)計(jì) 2 比例、量化因子和隸屬函數(shù)的確定都具有一定的主觀性，包含著需要人為確定的待尋優(yōu)參數(shù)。對(duì)于這些參數(shù)，一般來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)系統(tǒng)原理和專家經(jīng)驗(yàn)來(lái)獲得，但是如果要快速匹配這些參數(shù)，提高控制效果，獲得一組最優(yōu)解，則需要用尋優(yōu)的方法來(lái)解決。因此需要設(shè)定一個(gè)合適的優(yōu)化指標(biāo)使系統(tǒng)具有最優(yōu)的控制性能。但現(xiàn)有的大部分模糊 PID 控制器都是手工整定或試湊，沒(méi)有合適的具體的優(yōu)化指標(biāo)，因此一般都 不能得到最好的控制性能。 模糊 PID 研究的基本形式 模糊 PID 控制器主要有以下三種基本形式 : (1) 增益調(diào)整型 (Gain scheduling)模糊 PID 控制器 由于常規(guī) PID 調(diào)節(jié)器不具有在線調(diào)整參數(shù)的功能，致使其不能滿足偏差。及偏差變化△。對(duì) PID 參數(shù)的自整定要求，從而不能滿足要求的性能指標(biāo)或影響了其控制效果的進(jìn)一步提高。為了滿足在不同偏差