模糊自整定pid控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真(參考版)
2025-08-08 11:00本頁面
【正文】 四、參考文獻(xiàn)，劉春娟；基于模糊自整定PID控制器的非線性系統(tǒng)仿真；蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)；VoL 23 No．3 2004，李勝勇；模糊自整定PID控制器設(shè)計(jì)以及MATLAB仿真分析；計(jì)算機(jī)仿真；Vol 22 2005；先進(jìn)PID控制MATLAB仿真（第2版）；電子工業(yè)出版社；北京；2004。由此可導(dǎo)出誤差的穩(wěn)態(tài)取值范圍是：即： 所以從理論上可以認(rèn)為越大，穩(wěn)態(tài)誤差越小，調(diào)節(jié)死區(qū)也越小越小，穩(wěn)態(tài)誤差越大，調(diào)節(jié)死區(qū)也越大。因?yàn)閺哪：刂破鞯脑O(shè)計(jì)過程知道，模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)過程可以用下述模糊規(guī)則描述：若誤差為“零”，誤差變化為“零”，則控制增量力“零”。4. 隸屬度限幅元素平均法 用所確定的隸屬度值α對隸屬度函數(shù)曲線進(jìn)行切割，再對切割后等于該隸屬度的所有元素進(jìn)行平均，用這個(gè)平均值作為輸出執(zhí)行量，這種方法就稱為隸屬度限幅元素平均法。在模糊邏輯控制中，可以通過選擇和調(diào)整該系數(shù)來改善系統(tǒng)的響應(yīng)特性。3. 系數(shù)加權(quán)平均法 系數(shù)加權(quán)平均法的輸出執(zhí)行量由下式?jīng)Q定：式中，系數(shù)的選擇要根據(jù)實(shí)際情況而定，不同的系統(tǒng)就決定系統(tǒng)有不同的響應(yīng)特性。不過，要求這種情況下其隸屬函數(shù)曲線一定是正規(guī)凸模糊集合（即其曲線只能是單峰曲線）。這樣，在不花太多時(shí)間的情況下，用足夠小的取樣間隔來提供所需要的精度，這是一種最好的折衷方案。三、思考題1．不同的解模糊方法對控制效果有什么影響？答： 1. 重心法 所謂重心法就是取模糊隸屬函數(shù)曲線與橫坐標(biāo)軸圍成面積的重心作為代表點(diǎn)。模糊規(guī)則的制定是根據(jù)一定的工程經(jīng)驗(yàn)。在運(yùn)行過程中，模糊PID的參數(shù)是不斷在線自動(dòng)調(diào)整的。 仿真結(jié)果曲線及分析%調(diào)節(jié)時(shí)間ts=kp、ki、kd的值為1 圖8 kp、ki、kd的自整定曲線圖9 俯仰角的給定和輸出響應(yīng)曲線 圖10 迎角的響應(yīng)曲線 圖11 俯仰角速率q的響應(yīng)曲線 圖12 誤差變化率ec的響應(yīng)曲線圖13 誤差e的響應(yīng)曲線 俯仰角的單位階躍響應(yīng)的調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量有大幅度減小，過渡過程平穩(wěn)。搭建simulink仿真結(jié)構(gòu)圖圖6 控制系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)圖其中，模糊控制子系統(tǒng)fuzzy的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7所示。（3）考慮到高斯曲線叫符合人的思維，選擇使用一部分高斯曲線，設(shè)計(jì)、 ： e,ec的隸屬函數(shù) kp的隸屬函數(shù) ki的隸屬函數(shù) kd的隸屬函數(shù)（4）根據(jù)表1至表3中總結(jié)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，選擇49條模糊規(guī)則如下：1 If (e is NB) and (ec is NB) then (kp is PB)(ki is NB)(kd is PS) 2 If (e is NB) and (ec is NM) then (kp is PB)(ki is NB)(kd is NS) 3 If (e is NB) and (ec is NS) then (kp is PM)(ki is NM)(kd is NB)4 If (e is NB) and (ec is Z) then (kp is PM)(ki is NM)(kd is NB) 5 If (e is NB) and (ec is PS) then (kp is PS)(ki is NS)(kd is NB) 6 If (e is NB) and (ec is PM) then (kp is Z)(ki is Z)(kd is NM) 7 If
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