基于matlab的模糊自適應pid控制器仿真研究以及與常規(guī)pid的比較(存儲版)
【正文】 究王晉（遼寧科技大學 電信學院 鞍山）摘 要：傳統PID在對象變化時，控制器的參數難以自動調整。到目前為止，現代控制理論在許多控制應用中獲得了大量成功的范例。對連續(xù)時間類型，PID控制方程的標準形式為，(1) 式中，u(t)為PID控制器的輸出，與執(zhí)行器的位置相對應；t為采樣時間；KP為控制器的比例增益；e(t)為PID控制器的偏差輸入，即給定值與測量值之差；TI為控制器的積分時間常數；TD為控制器的微分時間常數。 從系統的穩(wěn)定性、響應速度、超調量和穩(wěn)態(tài)精度等方面來考慮，KP、KI、KD對系統的作用如下。KP 、K I、 K,D與系統時間域性能指標之間的關系如表1所示。利用模糊規(guī)則在線對PID參數進行修改，便構成了自適應模糊PID控制器，其結構框圖如圖2所示[3]圖2 自適應模糊PID控制器結構框圖PID糊自整定是找出PID參數(KP、KI、KD）與e和ec之間的模糊關系，在運行中通過不斷檢測e和ec，根據模糊控制原理對3個參數進行在線修改，以滿足不同e和ec對控制參數的不同要求，從而使對象具有良好的動、靜態(tài)性能，模糊控制的核心是總結工程設計人員的技術和實際操作經驗，建立合適的模糊規(guī)則表，得到針對3個參數KP 、KI、KD,分別整定的模糊規(guī)則表。最后的仿真結果如圖9所示。然后整定系統參數。如何選擇變量的合適的隸屬度函數、論域和語言值、模糊規(guī)則表及控制器的結構，來實現對系統在超調量、上升時間、過渡時間及穩(wěn)定性等方面的最優(yōu)控制，是要做的工作。圖9為P ID控制的3個參數(KP、Ti、TD)的模糊控制規(guī)則。仿真結果表明，該設計方法使控制系統的性能明顯改善。 (3)微分作用系數KD的作用是改善系統的動態(tài)特性。離散PID控制算法有如下3類:位置算法、增量算法和速度算法。將偏差的比例（KP）、積分(KI)和微分(KD)通過線性組合構成控制量，對被控對象進行控制，KP、KI和KD 3個參數的選取直接影響了控制效果。為了使控制器具有較好的自適應性，實現控制器參數的自動調整，可以采用模糊控制理論的方法[1] 模糊控制
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