【正文】 間的偏差，給出正確的調(diào)整，從而有規(guī)律地糾正控制過 程。 PID 控制器算法涉及到三個部分：比例，積分，微分。比例控制是對當前偏差的反應，積分控制是基于新近錯誤總數(shù)的反應，而微分控制則是基于錯誤變化率的反應。這三種控制的結合可用來調(diào)節(jié)過程系統(tǒng)，例如調(diào)節(jié)閥的位置，或者加熱系統(tǒng)的電源調(diào)節(jié)。根據(jù)具體的工藝要求，通過 PID 控制器的參數(shù)整定，從而提供調(diào)節(jié)作用?？刂破鞯捻憫梢员徽J為是對系統(tǒng)偏差的響應。注意一點的是， PID算法不一定就是系統(tǒng)或系統(tǒng)穩(wěn)定性的最佳控制。 一些應用可能只需要運用一到兩種方法來提供適當?shù)南到y(tǒng)控制。這是通過把不想要的控制輸出置零取得。在控制系統(tǒng)中存在 P,PI,PD,PID 調(diào)節(jié)器。 PI 調(diào)節(jié)器很普遍，因為微分控制對測量噪音非常敏感。積分作用的缺乏可以防止系統(tǒng)根據(jù)控制目標而達到它的目標值。 注釋：由于控制理論和應用領域的差異，很多相關變量的命名約定是常用的。 控制環(huán)基礎 一個關于控制環(huán)類似的例子就是保持水在理想溫度，涉及到兩個過程，冷、熱水的混合。人可以憑觸覺估測水的溫度。基于此他們設計一個控制行為：用冷水龍頭調(diào)整過程。重復這個過程，調(diào)節(jié)熱水流直到溫度處于期望的穩(wěn)定值。 感覺水溫就是對過程值或變量的測量。期望得到的溫度稱為給定值?？刂破鞯妮敵鰧ο蠛瓦^程的輸 入對象稱為控制參數(shù)。測量值與給定值之間的差就是偏差值，太高、太低或正常。作為一個控制器，在確定溫度給定值后，就可以粗略決定改變閥門位置多少，以及怎樣改變偏差值。首次估計即是 PID 控制器的比例度的確定。當它幾乎正確時， PID 控制器的積分作用就是起著逐漸調(diào)整溫度的作用。微分作用就是根據(jù)水溫變得更熱、更冷，以及變化速率來決定什么時候、怎樣調(diào)整那些閥門。當偏差小時而做了一個大變動，相當于一個大的調(diào)整控制器，會導致超調(diào)。如果控制器反復進行大的變動并且反復越過給定值的改變，控制環(huán)將會不穩(wěn)定。輸出值將在期望值或一常量周 圍擺動，甚至破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性。人不會這樣做，因為我們是有智慧的控制人員，可以從歷史經(jīng)驗中學習，但 PID 控制無 錫 職 業(yè) 技 術 學 院 外文翻譯 6 器沒有學習能力，必須正確的設定。為有效的控制系統(tǒng)選擇正確的參數(shù)被稱為整定控制器。 如果控制器在零偏差從穩(wěn)定開始，然后進一步的變化將導致其它一些影響過程的能測量、不能測量值的變化，并且作用于偏差值上。除主過程以外，其他的對擾動有影響的過程可以用來抑制擾動或實現(xiàn)對目標值的改變。供給水溫的變化就構成了對過程的一個擾動。 理論上，控制器能用來控制可測量對象，以及可以影響偏差的輸出、輸入標準值的所有過程參數(shù)?？刂破?在工業(yè)中被用來調(diào)節(jié)溫度，壓力，流速，化學組成，速度以及其它任何存在可測量的對象。汽車游覽控制就是一個自動化的過程控制的例子。 由于它們悠久的歷史，簡易，良好的理論基礎以及簡單的設置、維護要求，PID 控制器被許多應用實踐所采納。 當 PID 控制器適用于很多控制問題時，它在一些應用過程中不好使用。當單獨使用并且必須降低 PID 環(huán)路增益時， PID 控制器會給出劣質的控制性能。因此，控制系統(tǒng)不超調(diào)。在給定值附近擺動?？刂葡到y(tǒng)可以通過結合 PID 控制器與前饋控制來進行改進。關于系統(tǒng)的知識，可以用前饋和 PID 輸出來改進總的系統(tǒng) 性能。單獨的前饋控制經(jīng)常能提供主要控制器輸出值的部分。 PID 控制器還能對在 SP和 PV 的實際值之間的偏差作出反應。因為前饋生產(chǎn)沒被過程反饋影響，它永遠不能引起控制系統(tǒng)擺動，且有助于改進系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 例如，在大多數(shù)運動控制系統(tǒng)中，為了在控制一機械負荷，需要更多的來自電動機、發(fā)動機或作動器的力量或者力矩。如果一速度 PID 控制器被用來控制負荷的速度，并驅動被原動力使用的力或者力矩，它有利于賦予負荷所需的加速度，恰當估價并且給 PID 速度環(huán)控制器的輸出添加給定值。這表明每當負荷被加速或者被降速時，成比例的力量從那些原 動力產(chǎn)生而不受反饋值影響任何導致輸出增加或減少的因素，為了降低給定值與反饋值的差值。同時工作時，結合的開環(huán)前饋控制器和封閉環(huán) PID 控制器能提供一個更敏感、可靠的控制系統(tǒng)。 面臨 PID 控制器的另一個問題是他們是在線的。 因此，在非線性系統(tǒng) (象空調(diào)系統(tǒng) 那樣 )內(nèi)的 PID 控制器的工作是易變的。 隨著模糊數(shù)學的發(fā)展，模糊控制的思想逐漸得到控制工程師們的重視，各種無 錫 職 業(yè) 技 術 學 院 外文翻譯 7 模糊控制器也應運而生。而單純的模糊控制器有其自身的缺陷 — 控制效果很粗糙、控制精度無法達到預期標準。但利用傳統(tǒng)的 PID 控制器和模糊控制器結合形成的模糊自適應 的 PID 控制器可以彌補其缺陷；它將系統(tǒng)對應的誤差和誤差變化率反饋給模糊控制器進而確定相關參數(shù)，保證系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)，實現(xiàn)優(yōu)良的控制效果。 論文介紹了參數(shù)自適應模糊 PID 控制器的設計方法和步驟。并利用 MATLAB 中的 SIMULINK 和模糊邏輯推理系統(tǒng)工具箱進行了控制系統(tǒng)的仿真研究，并簡要地分析了對應的仿真數(shù)據(jù)。 關鍵詞 : 經(jīng)典 PID控制 。 模糊控制 。 自適應模糊 PID控制器 。 參數(shù)整定 。 MATLAB仿真