【正文】 第 32 頁（共 32頁） 參考文獻(xiàn) [1] 宋樂鵬，陳勇剛，胡大勇，杜飄 .模糊自整定 PID 在電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中仿真研究 .機(jī)信息雜志 ， 2020\第 7 期 [2] 王亮，孫守娟 .基于模糊控制的雙閉環(huán)系統(tǒng)及仿真分析 .業(yè)自動化 ,2020,第 9期 [3] 鄭忠杰，陳德傳 .基于模糊 PI 控制的無 PG 式直流調(diào)速系統(tǒng) .州電子科技大學(xué)學(xué)報 ,2020,第 5 期 [4] 歐衛(wèi)斌 .雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及共模糊控制的仿真 .礦自動化 , 2020,第 3 期 [5] 楊祖元 , 楊華芬 . 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)模糊 PID 控制研究 .計算機(jī)應(yīng)用研究 ,2020,第 3 期 [6] 李慶，劉慧英 .雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的自適應(yīng)模糊 PID 控制 . 機(jī)電一體化 ,2020,第 6 期 [7] 陸華穎，程光偉，陳凱 .模糊 PID 雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真 .電子科技 ,2020,第 10 期 [8] 陳忠華，康立乾，王洋 .直流調(diào)速系統(tǒng)中常規(guī) PI 與模糊 PI 控制器的比較 . 計算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用 ,2020,第 8 期 [9] 宋曉宇 ,沈陽建筑大學(xué) .機(jī)模糊 PID 控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)研究 .碩士 ,2020 [10] 張學(xué)陽，盛子怡，曾培煌 .基于模糊參數(shù)自整定的雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究 .機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 ,2020,第 5 期 [11] 賀超英，王少喻 .MATLAB 應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)教程（第 2 版） .電子工業(yè)出版社 [12] 阮毅，陳伯時 .電力拖動自動控制系統(tǒng) —— 運(yùn)動控制系統(tǒng)（第 4 版） .機(jī)械工業(yè)出版社 [13] 石志廣，唐玲艷 .MATLAB 工程計算 .清華大學(xué)出版社 [14] 龐中華，崔紅 .系統(tǒng)辨識與自適應(yīng)控制 MATLAB 仿真 .北京航空航天大學(xué)出版社 [15] DC governor system outlined .from .html 。 致謝 本次設(shè)計 我要特別感謝吳詩賢老師對我的關(guān)心和耐心指導(dǎo)，如果不是老師的指導(dǎo)，我的仿真模型的建立不知道需要多久才能設(shè)計出來，仿真模型的運(yùn)行也離不開老師的幫助，非常感謝吳老師您百忙之中來幫助我進(jìn)行調(diào)試和指出我的設(shè)計問題，我從中學(xué)到了 許多知識，使我收獲頗多。 我雖然完成 了 仿真模型的建立、運(yùn)行和分析 ， 但是本次 設(shè)計還是有許多地方有缺陷，例如二 維模糊控制調(diào)速系統(tǒng)，它的仿真結(jié)果就和理 想 的不一樣。剛開始的時候，我的思路就出現(xiàn)了錯誤，由于我沒有用過 Matlab 這個仿真軟件，所以我以為畢業(yè)設(shè)計的仿真模型的運(yùn)行會很難，于是我就去借了許多關(guān)于 Matlab 運(yùn)用和入門的書籍，可是，我看完之后才發(fā)現(xiàn) Matlab 運(yùn)用其實(shí)并不難 ，直到我詢問了導(dǎo)師才知道我的重點(diǎn)應(yīng)該是仿真模型的設(shè)計和建立 。 于是我對自己做了一個詳細(xì)的規(guī)劃，在規(guī)定的時間內(nèi)完成一項(xiàng)任務(wù)。第一次見了導(dǎo)師后，導(dǎo)師給我說了一下畢業(yè)設(shè)計的前期任務(wù)，那時候我對這個畢業(yè)設(shè)計有了一個模糊的理解，就和我的題目一樣模糊。 第 31 頁（共 32頁） 五、總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計是通過 Matlab 仿真軟件對雙閉環(huán)模糊控制直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行仿真，然后通過與傳統(tǒng) PI 控制直流調(diào)速系統(tǒng)仿真結(jié)果進(jìn)行比較分析，得出模糊控制比傳統(tǒng) PI 控制的優(yōu)勢。理論上 二維模糊控制 直流調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)該比 一維模糊控制 直流調(diào)速系統(tǒng) 和 傳統(tǒng) PI 控制雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 都要好，但是 由于 模糊控制規(guī)則的獲得、隸屬函數(shù)的選取、量化因子的調(diào)整等都非常依賴于控制專家或 者 操作人員的經(jīng)驗(yàn)和知識， 如果 缺乏這樣的控制經(jīng)驗(yàn)，則很難期望模糊控制器能獲得 令人 滿意的控制效果。 圖 二維模糊控制 直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真結(jié)果 從上面三個圖分析得出結(jié)果：當(dāng)被控對象參數(shù) 不是一個 精確數(shù)時 穩(wěn)定性： 傳統(tǒng) PI 控制雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 根本沒有穩(wěn)定性， 一維模糊控制 直流調(diào)速系統(tǒng) 穩(wěn)定性比較好； 二維模糊控制 直流調(diào)速系統(tǒng)的 添加干擾前 穩(wěn)定性 不好 ，干擾后穩(wěn)定性很好 。 第 29 頁（共 32頁） （ 2） 被控對象參數(shù)改變后的仿真及分析 修改參數(shù)：電動機(jī)的 精確時間常數(shù) ? 修改為 ? 。 恢復(fù)時間， 傳統(tǒng) PI 調(diào)速系統(tǒng) 比 一維模糊控制 調(diào)速系統(tǒng) 恢復(fù)的要快， 二維 模糊控制系統(tǒng)的波動不大但是花費(fèi)的時間最多 。 動態(tài)降落， 當(dāng)模型達(dá)到 3s 時，我設(shè)計的模型就會自動添加一個負(fù)載，這就是模擬現(xiàn)實(shí)中系統(tǒng)受到外界干擾后的變化。調(diào)節(jié)時間， 傳統(tǒng) PI 控制雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 最大轉(zhuǎn)速最高恢復(fù)到平穩(wěn)的時間最短， 一維 和二維 模糊控制 雙閉環(huán) 直流調(diào)速系統(tǒng) 花費(fèi)時間依次增大 。超調(diào)量： m a x 100%CCC? ?????。 第 28 頁（共 32頁） 圖 二維模糊控制 雙閉環(huán) 直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真結(jié)果 從上面 三個圖分析得出結(jié)果：當(dāng)被控對象參數(shù)是一個精確數(shù)時 穩(wěn)定性： 傳統(tǒng) PI控制雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 、 一維模糊控制 雙閉環(huán) 直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性 和 二維模糊控制 雙閉環(huán) 直流調(diào)速系統(tǒng)的 穩(wěn)定性 都比較好 。 仿真及結(jié)果對比分析 （ 1） 被控對象參數(shù)改變前的仿真及分析 1） 傳統(tǒng) PI 控制雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真 結(jié)果如圖 所示 第 27 頁（共 32頁） 圖 傳統(tǒng) PI控制雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真 結(jié)果 2） 一維模糊控制 雙閉環(huán) 直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真結(jié)果 如圖 所示 。 該文是按工程設(shè)計方法設(shè)計的，通過前面的設(shè)計任務(wù)所述的參數(shù)很容易的計算出 ACR 的比例系數(shù) iK =， ASR 的比例系數(shù) nK =。 （ 2）仿真模型的運(yùn)行 1）仿真過程的啟動：單擊啟動仿真工具條的按鈕▲或選擇 Simulation→Start 菜單項(xiàng)，則可啟動仿真過程，在雙擊 Scope 模塊就可以顯示仿真結(jié)果。 （ 4）二維模糊控制 雙閉環(huán) 直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 模型 二維模糊控制 雙閉環(huán) 直流調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和一維模糊控制 雙閉環(huán) 直流調(diào)速系統(tǒng)從外表看是完全一樣的，它們主要的區(qū)別就在于 ASR轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 和 ACR電流調(diào)節(jié)器 里面的結(jié)構(gòu)有所變化， FIS 編輯器中模糊輸入由一個變?yōu)閮蓚€，模糊規(guī)則變多。單擊“ File” →“ Export”→“ To Disk...” ,保存 fis文件至磁盤。單擊 MF 編輯器菜單 “ Edit”→“ Rules...” ,打開規(guī)則編輯器，根據(jù)表 逐項(xiàng)添加模糊規(guī)則，如圖 所示。其結(jié)果如圖 、 圖 和圖 所示。單擊 FIS 編輯器菜單“ Edit”→“ Membership Functions...” ,打開隸屬函數(shù)（ MF）編輯器。單擊菜單“ Edit”→“ Add Variable...” → ” Input” ,添加一個輸入變量，并將兩個輸入變量名改為“ E”和“ EC”，將輸出變量名改為“ ? ”。 （ 3） 二維模糊 推理 系統(tǒng)的編輯 FIS 編輯器的操作界面打開如下圖 所示 圖 二維模糊 系統(tǒng) FIS 編輯器的操作界面 第 22 頁（共 32頁） 下面是 FIS 編輯器編輯模糊系統(tǒng)的步驟： 1） FIS 默認(rèn)的是單輸入 /單輸出結(jié)構(gòu)，輸入 /輸出變量名分別為 input1 和output1，變量名可以通過本界面中的“ Name”進(jìn)行修改，將它改為輸入 E，輸出 ? 。 當(dāng)誤差 E負(fù)大， 誤差變化 率 EC 正大時，說明實(shí)際轉(zhuǎn)速和理想轉(zhuǎn)速剛好一樣，那么就應(yīng)該維持這一速度，輸出不變 。 當(dāng)誤差 E負(fù)大， 誤差變化 率 EC 正小時，說明實(shí)際轉(zhuǎn)速比理想轉(zhuǎn)速大一點(diǎn)點(diǎn)，那么就應(yīng)該往減小方向調(diào)節(jié)，輸出就該負(fù)小 。 當(dāng)誤差 E負(fù)大， 誤差變化 率 EC負(fù)小時，說明實(shí)際轉(zhuǎn)速比理想轉(zhuǎn)速大一些，那么就應(yīng)該往減小方向調(diào)節(jié)，輸出就該負(fù)中 。 第 21 頁（共 32頁） 當(dāng)誤差 E負(fù)大時，說明實(shí)際轉(zhuǎn)速比理想轉(zhuǎn)速大得多，那么就應(yīng)該往減小方向調(diào)節(jié)，輸出就該負(fù)大；當(dāng) 誤差變化 率 EC 負(fù)大時，說明 誤差變化得慢，輸出就該負(fù)大。 表 319 二維模糊控制器規(guī)則表 ? EC E NB NM NS Z PS PM PB NB NB NB NM NM NS NS Z NM NB NM NM NS NS Z PS NS NM NM NS NS Z PS PS Z NM NS NS Z PS PS PM PS NS NS Z PS PS PM PM PM NS Z PS PS PM PM PB PB Z PS PS PM PM PB PB 從上面的二維模糊控制器規(guī)則表可以看出輸入和輸出比一維模糊控制器規(guī)則表有很大的出入，二維模糊控制器規(guī)則表的輸出結(jié)果變得更多更細(xì)，這也是根據(jù) 雙閉環(huán)模糊控制直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速的過程總結(jié)出來的。 為方便起見，設(shè) 一維和二維的 輸入輸出語言變量值相同， 隸屬函數(shù)均取為三角形隸屬函數(shù)。 由圖 與圖 對比可以看出，只有左邊多了一個誤差變化率 du/dt 這條線，其他的基本是一樣的，這就是由于輸入信號由一個變成了兩個，而輸出信號始終只有一個，所以只有輸入多出一條線，輸出在圖上沒有變。 圖 二維模糊邏輯控制器 ACR 的部分圖形 第 20 頁（共 32頁） 其中圖 的中間是模糊邏輯控制器，其功能和設(shè)計思路跟一維模糊邏輯控制器一樣。 圖 二維模糊 ASR轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 二