【正文】 2021 自動控制原理設(shè)計 29 2021 自動控制原理設(shè)計 30 KP?的三角形隸屬函數(shù)分布表 ec e NB NM NS ZO PS PM PB NB PB PB PM PM PS ZO ZO NM PB PB PM PS PS ZO NS NS PM PM PM PS ZO NS NS ZO PM PM PS ZO NS NM NM PS PS PS ZO NS NS NM NM PM PS ZO NS NM NM NM NB PB ZO ZO NM NM NM NB NB Ki?的三角形隸屬函數(shù)分布表 Kd? 的三角形隸屬函數(shù)分布表 ec e NB NM NS ZO PS PM PB NB NB NB NM NM NS ZO ZO NM NB NB NM NS NS ZO ZO NS NB NM NS NS ZO PS PS ZO NM NM NS ZO PS PM PM PS NM NS ZO PS PS PM PB PM ZO ZO PS PS PS PB PB PB ZO ZO PS PM PM PB PB 2021 自動控制原理設(shè)計 31 ec ec e e NB NM NS ZO PS PM PB NB PS NS NB NB NB NM PS NM PS NS NB NM NM NS ZO NS ZO NS NM NM NS NS ZO ZO ZO NS NS NS NS NS ZO PS ZO ZO ZO ZO ZO ZO ZO PM PB NS PS PS PS PS PB PB PB PM PM PM PS PS PB 。 2021 自動控制原理設(shè)計 27 參考文獻(xiàn) [選題論文 ]趙笑笑 .基于模糊理論與常規(guī) PID 控制的模糊 PID 控制方法研究 [J].山東電力技術(shù) .2021(6)： 5463. [1]張化光，孟祥萍 .智能控制基礎(chǔ)理論及應(yīng)用 [M]北京，機(jī)械工業(yè)出版社， 2021（ 4）： 48133. [2] 趙書蘭 .MATLAB 建模與仿真 [M]北京，清華大學(xué)出版社 .2021： 446493. [3]胡壽松 .自動控制原理 [M]北京，科學(xué)出版社， :242247. [4]楊三青，王仁明，曾慶山 [M]武漢，華中科技大學(xué)出版社， :137170. [5]王再英，流淮霞，陳 毅靜 .過程控制系統(tǒng)與儀表 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2021:198213. 2021 自動控制原理設(shè)計 28 附錄 常規(guī) PID 控制器參數(shù)值 模糊控制規(guī)則表 ec u e NB NM NS ZE PS PM PB NB NB NB NB NM NS ZE ZE NM NB NB NM NS ZE ZE PS NS NB NM NM NS ZE PS PM ZE NB NM NS ZE PS PM PB PS NM NS ZE PS PM PM PB PM NS ZE PS PS PB PB PB PB ZE PS PM PM PB PB PB 模糊控制中 e,de， u 三者的函數(shù)關(guān)系。 優(yōu)點就是可以自動調(diào)整 PID 的參數(shù)，對于一般的不確定系統(tǒng)，可以使用。且模糊 PID 具有一定的魯律性。模糊 PID 則是將 PID與模糊控制結(jié)合，輸出變?yōu)?KKKDIP ,。 2021 自動控制原理設(shè)計 26 結(jié)束語 所選期刊選擇三種控制方式： PID 控制，模糊控制，模糊 PID 控制。 關(guān)于模糊 PID 控制的模糊工具箱： 模糊 PID 的輸入輸出隸屬函數(shù)： 2021 自動控制原理設(shè)計 24 模糊 PID 控的規(guī)則： 階躍輸入作用的下的模糊 PID 控制響應(yīng)曲線： 2021 自動控制原理設(shè)計 25 結(jié)論：用 MATLAB 軟件分別對對 PID 模糊控制系統(tǒng)， PID 控制系統(tǒng) ,模糊 PID控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，仿真結(jié)果表明模糊 PID 控 制具有方法簡單 ,控制快速的特點，從而提高了系統(tǒng)的動態(tài)性能。 模糊控制器的規(guī)則： 2021 自動控制原理設(shè)計 22 模糊控制 SIMULINK 結(jié)構(gòu)圖 由圖可知， Ke =， ?? KK U， 。 進(jìn)行模糊控制 SIMULINK 圖仿真： 先建立模糊控制器，輸入為 e,de。 對循環(huán)流床鍋爐床溫，對象模型為 GS)(=)1140)(130( 120 ?? ss 進(jìn)行 PID 控制仿真 通過試湊法 ,調(diào)整 PID 參數(shù) ,使響應(yīng)曲線的動態(tài)性能達(dá)到最優(yōu) ,采用 SIMULINK圖庫， SIMULINK 模型圖如下 通過試湊法，得出 KP 、 KI 、 KD 的最合適值。它的優(yōu)勢在于它可以利用 MATLAB 軟件本身豐富 的資源，來構(gòu)建不同結(jié)構(gòu)的模糊系統(tǒng)，比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊系統(tǒng)，遺傳算法模糊系統(tǒng)，模糊 PID 系統(tǒng)等等，并對這樣的系統(tǒng)進(jìn)行仿真、分析。 第四章系統(tǒng)的仿真 仿真工具 本文利用 MATLAB 的模糊控制工具箱進(jìn)行仿真，模糊控制工具箱是一個不針對具體硬件平臺的模糊控制設(shè)計工具，它可以用完全圖形界面的工作方式設(shè)計整個模糊控制器，如定義它的輸入、輸出變量的數(shù)目，各輸入、輸出變量隸屬函數(shù)的形狀和條目，模糊規(guī)則的數(shù)目，模糊推理的方法，去模糊化的方法等等。但是 ku 過大，將會產(chǎn)生較大的超調(diào)，嚴(yán)重時會影響工作。 (3)ku 對系統(tǒng)性能的影響 ku 相 對于常規(guī)系統(tǒng)中的比例增益，它主要影響控制系統(tǒng)的動態(tài)性能。一般而言， ke 增加，穩(wěn)態(tài)誤差將減小； kec 增大，穩(wěn)態(tài)時誤差變化率也將減小。而 kec過小會引起大的超調(diào)，使調(diào)節(jié)時間長，嚴(yán)重時不能穩(wěn)定工作。但是 ke取得過大，將使系統(tǒng)產(chǎn)生較大的超調(diào)，調(diào)節(jié)時間增大，甚至是產(chǎn)生震蕩，使系統(tǒng)不能穩(wěn)定的工作。在模糊變化所取語言值不變的條件下，誤差所取語言值越大，相應(yīng)控制器的輸出空置率變化）所取語言值越大；而在誤差所取語言值不變的條件下，誤差變化所取的語言值越大，相應(yīng)的控制器的輸出所取語言值越小。 (1) kk ece, 對動態(tài)性能的影響 Z Y X 4 3 2 1 0 1 2 3 4 4 2 2 2 1 0 3 2 1 1 1 0 2 2 2 2 1 0 0 0 1 2 1 1 1 0 1 1 0 2 2 2 1 0 0 0 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 1 0 0 1 1 2 2 2 3 1 1 0 1 1 1 2 4 0 0 0 1 2 2 2 2021 自動控制原理設(shè)計 19 一般來水， kkece,變化時，實際誤差和誤差變化所對養(yǎng)的論域上的原始值也將發(fā)生變化。這實際上就是要進(jìn)行基本論域（精確量）到模糊集的論域（模糊量）的轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換過程的實現(xiàn)需要引入量化因子的概念。通過前后兩次采樣對氧的誤差 信號除以時間間隔就是誤差變化率信號。 將上訴推理過程編程程序，通過計算機(jī)求解后可得對于輸入變量論域 {4，3， 2， 1,0,1,2,3,4}中的每一組輸入，所對應(yīng)的控制器的輸出 cij*（ i,j=1,2?9,）的隸屬度。 （ C）求模糊關(guān)系矩陣 R RijjijiR5,51,1????? ? ?計算控制量的矩陣 RBAC T ?)( ** 2* ?? 其中的 )( ** 2BA T? 表示將 BA **? 按行拉直為行向量。 Z Y X NB NS ZO PS PB NB PB PB PS PS ZO NS PB PS PS ZO ZO ZO PS PS ZO ZO NS PS PS ZO ZO NS NS PB ZO ZO NS NS NB 表 32 ?控制表格的建立（采用間接推理法） ?求 Rij （ a）由模糊化表可得輸入 /輸出模糊標(biāo)記分別為 )0,0,0,0,0,0,0,1(111 ???? NBCBA )0,0,0,0,0,1,0(222 ???? NSCBA )0,0,1,0,0,0(333 ???? ZOCBA )0,1,0,0,0,0,0(444 ???? PSCBA )1,0,0,0,0,0,0,0(555 ???? PBCBA (b)由模糊控制規(guī)則，如果 X是 A1 ,且 Y 是 B1 ,那么 Z 是 C11 ,即 如果 X 是 NB，且 Y是 NB，那么 U是 PB。 ?輸入 /控制量的量化 設(shè)輸入變量 X 的論域變化范圍為：【 20,20】，將其量化為 9個等級，量化因子為 kx =409)20(20 9 ???，則有 X={4， 3， 2， 1， 0， 1， 2,3， 4} 輸入變量 Y的論域變化范圍為：【 15,15】，也將其 量化為 9個等級，量化因子 2021 自動控制原理設(shè)計 15 為 ky=309)15(15 9 ??，則有 Y={4， 3， 2， 1， 0， 1， 2， 3， 4} 輸出控制量 U 的論域變化范圍為： [35， 35]，同樣也量化為 9 個等級，量化因子為709)35(35 9 ???k u，則有 Z={4， 3， 2， 1， 0， 1