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(參考版)
2024-08-21 16:22本頁面
【正文】 如圖13所示：圖13 觀察系統(tǒng)的參數(shù)變化。然后整定系統(tǒng)參數(shù)。如何選擇變量的合適的隸屬度函數(shù)、論域和語言值、模糊規(guī)則表及控制器的結(jié)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)在超調(diào)量、上升時(shí)間、過渡時(shí)間及穩(wěn)定性等方面的最優(yōu)控制，是要做的工作。把常規(guī)PID控制和模糊控制理論相結(jié)合，可以發(fā)揮一者的特點(diǎn)和優(yōu)勢，以期實(shí)現(xiàn)更好的控制效果。模糊控制用模糊集合和模糊概念描述過程系統(tǒng)的動態(tài)特性，根據(jù)模糊集和模糊邏輯來做出控制決策，它在解決復(fù)雜控制問題方面有很大的潛力，可以動態(tài)地適應(yīng)外界環(huán)境的變化。最后的仿真結(jié)果如圖9所示。圖9為P ID控制的3個(gè)參數(shù)(KP、Ti、TD)的模糊控制規(guī)則。整定相應(yīng)的PID參數(shù)，然后進(jìn)行仿真校驗(yàn)。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，即臨界振蕩過程，記錄此時(shí)臨界振蕩增益KC臨界振蕩周期TC 。利用模糊規(guī)則在線對PID參數(shù)進(jìn)行修改，便構(gòu)成了自適應(yīng)模糊PID控制器，其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示[3]圖2 自適應(yīng)模糊PID控制器結(jié)構(gòu)框圖PID糊自整定是找出PID參數(shù)(KP、KI、KD）與e和ec之間的模糊關(guān)系，在運(yùn)行中通過不斷檢測e和ec，根據(jù)模糊控制原理對3個(gè)參數(shù)進(jìn)行在線修改，以滿足不同e和ec對控制參數(shù)的不同要求，從而使對象具有良好的動、靜態(tài)性能，模糊控制的核心是總結(jié)工程設(shè)計(jì)人員的技術(shù)和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，建立合適的模糊規(guī)則表，得到針對3個(gè)參數(shù)KP 、KI、KD,分別整定的模糊規(guī)則表。仿真結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)方法使控制系統(tǒng)的性能明顯改善。模糊控制規(guī)則一般具有如下形式:If{ e = Ai and ec = Bi}then u= Ci ,i=1,2…,其中e,ec和u分別為誤差變化和控制量的語言變量，而Ai、Bi、Ci為其相應(yīng)論域上的語言值。模糊控制表是模糊控制算法在計(jì)算機(jī)中的表達(dá)方式，它是根據(jù)輸入輸出的個(gè)數(shù)、隸屬函數(shù)及控制規(guī)則等決定的。KP 、K I、 K,D與系統(tǒng)時(shí)間域
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