【正文】 ee(S,B))(4)If(|e| bee(S,Z))then(kp bee slow(B,S)，ki bee slow(B,S)，kd bee slow(S,B))(5)If(|e| bee(Z,S))then(kp bee slow(S,B)，ki bee slow(S,B)，kd bee slow(B,S))(6)If(|e| bee(S,M))then(kp bee(S,B)，ki bee(S,B)，kd bee(B,S))(7)If(|e| bee(M,B))then(kp bee fast(S,B)，ki bee fast(S,B)，kd bee fast(B,S)) 動(dòng)詞相似度 在控制過程中，e的變化大部分時(shí)間并不是完全等同于上述的某一個(gè)規(guī)則中的前件條件； 但反過來說，任一時(shí)刻，肯定能在上述七條規(guī)則的前件條件中中，找到一個(gè)和e的變化趨勢最相似的bee。參數(shù)不一樣，bee所表示的動(dòng)詞效果就不一樣。采用bee[adverb](noun1,noun2)的形式。通過簡化，用7條計(jì)算動(dòng)詞規(guī)則就可以涵蓋49條模糊控制規(guī)則，應(yīng)用于控制系統(tǒng)的各個(gè)階段。計(jì)算動(dòng)詞規(guī)則是對模糊規(guī)則進(jìn)行提取，濃縮。對e，ec以及PID三個(gè)參數(shù)的描述，由名詞變成動(dòng)詞。這些名詞不能互相包含，因此模糊控制的49條規(guī)則各不相同，缺一不可。它們分別為C1 、C2 、C3和C4在隸屬度為u1 、u2 、u3和u4時(shí)的推理結(jié)果元素，則利用重心法可求得： ()當(dāng)誤差e(k)和誤差變化率ec(k)具有多個(gè)語言變量值時(shí)，其推導(dǎo)過程與上述過程相似。以kp的推理為例。這里介紹一種強(qiáng)度轉(zhuǎn)移法。每個(gè)語言變量表示的范圍可能有所 交叉，但除了幾個(gè)特殊點(diǎn)，一個(gè)具體數(shù)值隸屬于各個(gè)字母符號的程度是不一樣的。各個(gè)語言變量都表示一定的范圍，這種范圍的覆蓋面可以用隸屬度來表示。kp 、ki 、。模糊控制規(guī)則具有如下形式：If (e is NB) and (ec is NB) then (kp is PB)and (ki is NB) and (kd is PS)。在運(yùn)行中不斷檢測e和ec，利用模糊控制規(guī)則在線對PID參數(shù)進(jìn)行修改，以滿足不 同e和ec對控制參數(shù)的不同要求，而使被控對象有良好的動(dòng)、靜態(tài)性能。在控制過程中各種信號量不易定量表示，因此需要模糊理論來解決問題。這是模糊PID控制器在傳統(tǒng)PID控制器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的重大改進(jìn)。 組成。本文 主要對模糊PID控制器和動(dòng)詞PID控制器進(jìn)行研究比較，詳細(xì)介紹見后面的章節(jié)。 智能PID控制器模糊PID控制器、專家PID控制器、以及動(dòng)詞PID控制器都是智能PID控制器，它們在傳 統(tǒng)PID控制器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了很多改進(jìn)。但僅靠一組參數(shù)還不能滿足系統(tǒng)的要 求，在控制過程中一般還要手動(dòng)對參數(shù)進(jìn)行修改，由此造成了極大的不方便。 傳統(tǒng)PID控制器PID控 制 器 的 參 數(shù) 整 定 是 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 的 核 心。(3)kd：抵制偏差信號的變化趨勢，對偏差進(jìn)行提前預(yù)報(bào)，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。將控制器寫成傳遞函數(shù)的形式： ()式中，kp――比例系數(shù)，TI ――積分時(shí)間常數(shù)，TD ――微分時(shí)間常數(shù)；統(tǒng)一用比例系數(shù)表 示，ki為積分比例系數(shù)，kd為微分比例系數(shù)： PID三個(gè)環(huán)節(jié)的作用比例、微分、積分各個(gè)環(huán)節(jié)的作用： (1)kp：減小系統(tǒng)的誤差，加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度。目前動(dòng)詞PID控制器用于實(shí)際的工業(yè)控制系統(tǒng)還不多，本文的研究也僅處于軟件仿真階段。引 言PID控制器以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，但現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜，被控對象往往表現(xiàn)出時(shí)滯、非線性、時(shí)變性，控制要求越來越高，傳統(tǒng)的PID控制器難以滿足現(xiàn)代工業(yè)控制的需求，智能型PID控制器呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展空間。模糊PID控制器是模糊控制器和PID控制器的有效結(jié)合，它兼具模糊控制和PID控制的優(yōu)點(diǎn)；動(dòng)詞PID控制器是在模糊PID控制器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了控制規(guī)則“動(dòng)詞化”， 對模糊PID控制進(jìn)行了一些改進(jìn)。 1. PID控制器 PID控制器的概念[1] PID控制原理PID控制器是一種線性閉環(huán)控制器，它根據(jù)給定輸入值rin(t)與實(shí)際輸出值yout(t)構(gòu)成控制偏差 ()PID的控制信號u(t)由errot(t)及其對時(shí)間的積分、微分三部分聯(lián)合作用產(chǎn)生： （）PID控制器最終理想的控制效果是errot(t)=0，即yout(t) = rin(t)。(2)ki：消除系統(tǒng)的靜態(tài)誤差，決定積分作用的強(qiáng)弱。 PID控制器的種類PID控制器有傳統(tǒng)PID控制器、模糊PID控制器、專家PID控制器、以及動(dòng)詞PID控制器等幾類。 的PID控 制 器 表 示 的 就 是 傳 統(tǒng)PID控制器，其kp 、ki 、kd 三個(gè)參數(shù)在控制過程中不會(huì)自動(dòng)發(fā)生變化，操作人員只能根據(jù)控制對象的特性在系統(tǒng)開始工作時(shí)選擇最優(yōu)的三個(gè)參數(shù)。工業(yè)中實(shí)際應(yīng)用 的PID控制器不會(huì)只用傳統(tǒng)的PID控制策略。模糊PID控制器和動(dòng)詞PID控制器都是PID參數(shù)自整 定型控制器；而專家PID根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)庫，可能調(diào)整PID參數(shù)，或者直接影響輸出電壓u。模糊PID控制器全稱應(yīng)該叫做“模糊參數(shù)自適應(yīng)（自整定）PID控制器”。顧名思義，模糊PID控制器的三個(gè)參數(shù)是能夠在線調(diào)整、實(shí)時(shí)改變的。 模糊控制規(guī)則[1] 控制原理自適應(yīng)控制應(yīng)用現(xiàn)代控制理論，以對象特性為基礎(chǔ)，在線辨識對象特征參數(shù)，實(shí)時(shí)改變 控制策略。自適應(yīng) 模糊PID控制器以誤差e和誤差變化ec作為輸入，找到輸出的三個(gè)PID參數(shù)與e和ec之間的模 糊關(guān)系。 模糊規(guī)則誤差e、誤差變化率ec，以 及?K 的 模 糊 子 集 均 為{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，分別 代 表{負(fù)大、負(fù)中、負(fù)小、零、正小、正中、正大}。由于e和ec都有7個(gè)子集元素，總共有49種自由組合，因此模糊控制總共有49條這樣形式的規(guī)則。kp的模糊控制規(guī)則表?KpecNBNMNSZOPSPMPBeNBZOZONMNMNMNBNBNMPSZONSNMNMNMNBNSPSPSZONSNSNMNMZOPMPMPSZONSNMNMPSPMPMPMPSZONSNSPMPBPBPMPSPSZONSPBPBPBPMPMPSZOZOki的模糊控制規(guī)則表?KiecNBNMNSZOPSPMPBeNBNBNBNMNMNSZOZONMNBNBNMNSNSZOZONSNBNMNSNSZOPSPSZONMNMNSZOPSPMPMPSNMNSZOPSPSPMPBPMZOZOPSPSPMPBPBPBZOZOPSPMPMPBPBkd的模糊控制規(guī)則表?KdecNBNMNSZOPSPMPBeNBPBPMPMPMPSPSPBNMPBNSPSPSPSPSPBNSZOZOZOZOZOZOZOZOZONSNSNSNSNSZOPSZONSNMNMNSNSZOPMPSNSNBNMNMNSZOPBPSNSNBNBNBNMPS：模糊控制規(guī)則表 模糊控制規(guī)則的實(shí)現(xiàn) 隸屬度[1]在模糊控制規(guī)則表中，各個(gè)元素子集都是用字母表示的，而在控制過程中，模糊判決器的輸入和輸出都是一些數(shù)值，因此需要在數(shù)值和各個(gè)語言變量之間建立聯(lián)系。隸屬度函數(shù)有多種形狀，有正態(tài)分布的，有等腰梯形的，最常用的是三角形。：隸屬度 模糊合成推理根據(jù)隸屬度和模糊控制規(guī)則來修正PID參數(shù)： 模糊推理[2]模糊判決器讀取e和ec的具體數(shù)值，進(jìn)行模糊推理，然后輸出三個(gè)K的具體數(shù)值，有很多 算法。所謂強(qiáng)度轉(zhuǎn)