基于matlab的模糊自適應(yīng)pid控制器仿真研究以及與常規(guī)pid的比較(專(zhuān)業(yè)版)
【正文】 4結(jié)論 目前關(guān)于PID控制器參數(shù)整定的基本方法有離散模型的控制器參數(shù)整定、基于Nyqu ist曲線(xiàn)的控制器參數(shù)整定和基于傳遞函數(shù)模型的控制器參數(shù)整定。日的是把人工操作控制過(guò)程表達(dá)成計(jì)算機(jī)能夠接受，并便于計(jì)算的形式。e(k)為第k次采樣時(shí)的偏差值。使用MATLAB對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，結(jié)果表明系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能得到了提高。仿真結(jié)果表明，與常規(guī)PID控制系統(tǒng)相比，該設(shè)計(jì)獲得了更優(yōu)的魯棒性和動(dòng)、靜態(tài)性及具有良好的自適應(yīng)性。KI越大，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差消除越快，但KI過(guò)大，在響應(yīng)過(guò)程的初期會(huì)產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，從而引起響應(yīng)過(guò)程的較大超調(diào)。整定相應(yīng)的PID參數(shù)，然后進(jìn)行仿真校驗(yàn)。如圖13所示：圖13 觀察系統(tǒng)的參數(shù)變化。利用穩(wěn)定邊界法、按以下步驟進(jìn)行參數(shù)整定:圖3 PID控制系統(tǒng)仿真模型 (1) 將積分、微分系數(shù)TI=inf ,TD=0，KP置較小的值，使系統(tǒng)投入穩(wěn)定運(yùn)行，若系統(tǒng)無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行，則選擇其他的校正方式，(2) 逐漸增大KP, 直到系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩，即臨界振蕩過(guò)程，記錄此時(shí)臨界振蕩增益KC臨界振蕩周期TC 。KP越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度越高，但易產(chǎn)生超調(diào)，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定、KP過(guò)小，則會(huì)降低調(diào)節(jié)精度，使響應(yīng)速度緩慢，從而延長(zhǎng)調(diào)節(jié)時(shí)間，使系統(tǒng)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性變壞。雖然未來(lái)的控制技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)越來(lái)越寬廣、被控對(duì)象可以是越來(lái)越復(fù)雜，相應(yīng)的控制技術(shù)也會(huì)變得越來(lái)越精巧，但是以PID為原理的各種控制器將是過(guò)程控制中不可或缺的基本控制單元。但是，它具有一定的局限性:當(dāng)控制對(duì)象不同時(shí)，控制器的參數(shù)難以自動(dòng)調(diào)整以適應(yīng)外界環(huán)境的變化。e(k1)為第(k1)次采樣時(shí)的偏差值。 應(yīng)用模糊推理的方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行在線(xiàn)自整定，設(shè)計(jì)出參數(shù)模糊自整定PID控制器。 在SMULNK下設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)的模糊PID控制器,在利用F IS編輯模糊控制器的過(guò)程中，可以設(shè)置不同的論域和語(yǔ)言值，不同形式的隸屬度函數(shù)及選取根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和分析而得出的不同情況下的模糊規(guī)則表。圖10 模糊自適應(yīng)PID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖11 模糊自適應(yīng)PID系統(tǒng)
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