【正文】 作，回憶這些年帶班所走過的每一步，品味著工作帶給我的欣慰和快樂，更加堅(jiān)定了我做一名優(yōu)秀班主任的信念和決心。 在我的論文完成過程中，我宿舍的同學(xué)在學(xué)習(xí)上和生活上給了我很大的幫助，在此要向他們表示感謝。 根據(jù)各模糊子集的隸屬度賦值表和各參數(shù)模糊控制模型 ， 應(yīng)用模糊合成推理設(shè)計(jì) PID參數(shù)的模糊矩陣表 ， 查出修正參數(shù)代入下式計(jì)算 : ? ?piip39。 23 圖 4 模糊 PID控制原理圖 圖 5 變量的隸屬度函數(shù) 模糊規(guī)則的建立 模糊推理 模糊化 模糊化 模糊推理 清晰化 清晰化被控對(duì)象 PID 控制器 PID控制器被控對(duì)象 de/dt R + —— e ec Kp Ti Td Y 24 模糊控制器的核心是“ IF...THEN...”形式的模糊控制規(guī)則，控制規(guī)則的選取直接關(guān)系到系統(tǒng)控制性能的優(yōu)劣，是設(shè)計(jì)的 關(guān)鍵。在過程控制中，計(jì)算機(jī)直接根據(jù)采樣和論域變換得來的以論域元素形式表現(xiàn)的誤差和誤差變化率，由查詢表的第 i 行和第 j 列找到跟誤差和誤差變化率對(duì)應(yīng)的，同樣以論域元素形式表現(xiàn)的控制量 iju 乘以比例因子得到實(shí)際控制量作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)應(yīng)于誤差變化率 EC 的語言變量，可分為 7 個(gè)模糊狀態(tài)： PL,PM,PS,ZE,NS,NM,NL。 （ 1） 選定描述控制器輸入和輸出變量的語義詞匯 我們稱這些語義變量詞匯 為變量的模糊狀態(tài)。 （ 3）模糊控制具有較強(qiáng)的魯棒性，干擾和參數(shù)變化對(duì)控制效果的影響被大大減弱，可用于有時(shí)變、非線性等特性的復(fù)雜系統(tǒng)的控制。它通常有數(shù)據(jù)庫和模糊控制規(guī)則庫兩部分組成。模糊控制屬于智能控制，適用于非線性、時(shí)變、時(shí)滯系統(tǒng)，同時(shí)模糊控制器結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)整定方便，因此它成為目前智能控制中一種重要的方式 [12]。 參數(shù)的整定 11 PID參數(shù)的整定，主要是確定 pk 、 iT 和 dT ,對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)和控制算式的形式已定的控制系統(tǒng)，控制質(zhì)量的好壞主要取決于選擇的參數(shù)是否合理。這樣 ,在改變給定值時(shí)，輸出不會(huì)改變，而被控量的變化通常是比較緩和的。 主要解決的問題 在本次設(shè)計(jì)中，主要是對(duì)恒溫箱溫度控制系統(tǒng)的控制 算法進(jìn)行研究。一般來說，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于控制有兩種方法，一種是用來實(shí)現(xiàn)建模，一種是直接作為控制器使用。 模糊控制是智能控制較早的形式，它吸取了人的思維具有模糊性的特點(diǎn)，從廣義上講，模糊邏輯控制指的是應(yīng)用模糊集合理論，統(tǒng)籌考慮系統(tǒng)的一種控制方式，模糊控制不需要精確的數(shù)學(xué)模型，是解決不確定性系統(tǒng)控制 7 的一種有效途徑。它通過估計(jì)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性 ,用一個(gè)預(yù)估模型進(jìn)行補(bǔ)償 ,從而得到一個(gè)沒有時(shí)滯的被調(diào)節(jié)量反饋到控制器 ,使得整個(gè)系統(tǒng)的控制就如沒有時(shí)滯環(huán)節(jié) ,減小超調(diào)量 ,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性并且加速調(diào)節(jié)過程 ,提高系統(tǒng)的快 6 速性 [5]。 PID控制的難點(diǎn)在于如何對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行整定， 以求得到最佳控制效果 [3]。因此可以廣泛適用于藥物、紡織、食品加工等無菌試驗(yàn)、穩(wěn)定性檢查以及工業(yè)產(chǎn)品的原料性、產(chǎn)品包裝、產(chǎn)品壽命等測試。 目前主要采用經(jīng)典控制、智能控制和兩種控制算法相結(jié)合的控制算法對(duì)恒溫箱的溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。為了控制恒溫箱的溫度，常采用 最早在時(shí)滯系統(tǒng)控制中應(yīng)用的經(jīng) 典控制方法和近年來受到廣泛關(guān)注的智能控制方法，同時(shí)二者相結(jié)合的復(fù)合控制方法由于具有二者的優(yōu)點(diǎn)，因此也逐漸受到廣泛的應(yīng)用。 對(duì)本課題涉及問題的研究現(xiàn)狀 5 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)恒溫箱的溫度控制 ,常采用最早在時(shí)滯系統(tǒng)控制中應(yīng)用的經(jīng)典控制方法和近年來受到廣泛關(guān)注的智能控制方法，同時(shí)二者相結(jié)合的復(fù)合控制方法由于具有二者的優(yōu)點(diǎn)，因此也逐漸受到廣泛的應(yīng)用。許多學(xué)者提出了多種模糊 PID控制算法 ,設(shè) 計(jì)了多種模糊 PID控制器 ,如與時(shí)間無關(guān)的確定性模糊 PID控制器 ,自適應(yīng)模糊 PID控制器 ,使得控制性能得到了很大的改善。大林算法方法比較簡單，只要能設(shè)計(jì)出合適的且可以物理實(shí)現(xiàn)的數(shù)字調(diào)節(jié)器 D(z)，就能夠有效地克服純滯后的不利影響，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是研究和利用人腦的某些結(jié)構(gòu)機(jī)理以及人的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。但智能控制也有其不足之處，即理論性太強(qiáng)，算法過 于復(fù)雜，大多數(shù)方法還僅局限于理論和仿真研究，能在試驗(yàn)裝置上和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的并不多。但是在一個(gè)具有純滯后的系統(tǒng)中，采用常規(guī)的PID控制時(shí)，存在的主要缺點(diǎn)是動(dòng)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)較差 [9]。 在本文中，采用二階慣性加純滯后環(huán)節(jié)近似恒溫箱的溫度控制系統(tǒng)，即溫度控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：)1)(1()( 21 ????sTsT KesGs?。 算法仿真 通過上文的分析，確定了系統(tǒng)的參數(shù)，在 MATLAB環(huán)境下，建立 Simulink仿真框圖，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真并檢測控制效果。其中輸入量包括外界的參考輸入、系統(tǒng)的輸出或狀態(tài)等。它包含以下兩部分內(nèi)容： （ 1） 將模糊的控制量經(jīng)清晰化變換，變成表示在論域范圍的清晰量； （ 2） 將表示在論域范圍的清晰量經(jīng)尺度變換成實(shí)際的控制量。 模糊控制器的設(shè)計(jì) [14] 17 模糊控制器是模糊控制系統(tǒng)的核心部分，模糊控制器的設(shè)計(jì)成功與否直接影響模糊控制系統(tǒng)的性能。反之，當(dāng)輸入誤差在低分辨率的模糊子集上變化時(shí)，所引起輸出變 化比較平緩。本文中制定的模糊規(guī)則如下表 2 所示： 20 表 2 控制系統(tǒng)的模糊規(guī)則 U E NL NM NS ZE PS PM PL EC NL NL NL NL NL NM NS ZE NM NL NL NL NM NS ZE PS NS NL NL NM NS ZE PS PM ZE NL NM NS ZE PS PM PL PS NM NS ZE PS PM PL PL PM NS ZE PS PM PL PL PL PL ZE PS PM PL PL PL PL 模糊推理 （ 1）根據(jù)控制規(guī)則表編寫對(duì)應(yīng)的模糊推理語句； （ 2）模糊推理，利用 Mamdani 推理法進(jìn)行推理； （ 3）利用重心法進(jìn)解模糊，根據(jù)模糊規(guī)則表取定的每一條模糊條件語句都計(jì)算出相應(yīng)的模糊控制量 U，由模糊推理合成規(guī)則，可得如下關(guān)系式：RECEU ?)( ?? ，以此得出模糊控制表。模糊 PID控制器原理框圖如圖 4所示： 模糊控制器的設(shè)計(jì) 模糊子集的選取 PID參數(shù)模糊自整定是找出 PID的 3個(gè)參數(shù)與 E和 EC之間的模糊關(guān)系，在運(yùn)行中不斷檢測 E和 EC，根據(jù)模糊控制規(guī)則對(duì) 3個(gè)參數(shù)進(jìn)行在線修正，從而使被控對(duì)象具有良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài) 性能。 (3當(dāng) E 較小時(shí) ,為使系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)性能 ,應(yīng)增加 iT 和 dT 的值；同時(shí)，為了避免系統(tǒng)在設(shè)定值附近振蕩，并 考慮系統(tǒng)的干擾性能，應(yīng)適當(dāng)?shù)剡x取 dT 的值，其原則是：當(dāng) EC 較小時(shí)， dT 可取得大些，通常取為中等大小 。 模糊 PID 控制的仿真 參考文獻(xiàn) 28 [1] 宋子巍，陳思忠，楊林 《模糊 PID控制的 MATlAB仿真分析》，北京 ：北京理工大學(xué) [2] 李正軍 《 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 》 ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [3] 愈瑞釗，史濟(jì)建 《 人工智能原理與技術(shù) 》 ，浙江：浙江大學(xué)出版社， 1993 [4] 張志杰 《燃煤鍋爐模糊 PID 控制算法研究與引用》，大慶石油學(xué)院 [5] 楊紅，陳穎 《基于模糊 PID 控制算法的溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)， [6] 李洪興，王加銀，苗志宏 《模糊控制系統(tǒng)的建?！罚袊茖W(xué)， A輯， 2020 [7] 樓世博，孫章，陳化成 《模糊數(shù)學(xué)》，科學(xué)出版社， 1982 [8] 李少遠(yuǎn)， 王景成 《智能控制》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [9] 屠乃威，付華，閻馨 《參數(shù)自適應(yīng)模糊 PID控制器在溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用》，遼寧工程技術(shù)大學(xué) [10] 耿瑞 《基于 MATLAB的自適應(yīng)模糊 PID控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真》，哈爾濱，載《信息技術(shù)學(xué)報(bào)》， 2020第 1期 [11] 劉金琨 《先進(jìn) PID控制及其 MATLAB仿真》，北京：電子工業(yè)出版社， 2020 29 答 謝 在論文完成之際，我要向所有關(guān)心過我和幫助過我的老師和同學(xué)致以最真摯的謝意。是啊，我們今天的一切工作，不就是為了每一個(gè)學(xué)生都能擁有一個(gè)輝煌的未來嗎？那么，如何為孩子未來的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)？是值得每一位教師，尤其是班主任教師的深思。 一、關(guān)愛學(xué)生，用愛撐起一片藍(lán)天 １、溝通是教育的前提?；A(chǔ)教育的價(jià)值體現(xiàn)在未來，受教育者只有具備良好的心理素質(zhì)，才能在未來社會(huì)獲得最佳的生存和發(fā)展空間。 １、 創(chuàng)設(shè)有特色的班級(jí)文化 ①、舉行主題鮮明的班隊(duì)活動(dòng)。兩周一期的板報(bào)，以突出的主題，多彩的板塊，成為班中亮點(diǎn)；墻壁上“我真棒 小巧手”里圖文并茂的手抄報(bào)，意境深遠(yuǎn)的美術(shù)作品，相映成趣；“植物園”中的一棵棵幼苗在全班師生的呵護(hù)下茁壯成長??這些構(gòu)筑著學(xué)生理想的“文化大餐”形成班內(nèi)一道亮麗的風(fēng)景線。望前方，情長路更長。 走出校園，走進(jìn)社會(huì)，關(guān)注社會(huì)，不僅沒有影響學(xué)生的學(xué)習(xí)，反而增強(qiáng)了他們的社會(huì)責(zé)任感，豐富了社會(huì)知識(shí)，增長了閱歷，找到了學(xué)習(xí)