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《基于matlab的自整定模糊pid控制系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第30卷第2期探測與控制學(xué)報Vol130No122008年4月JournalofDetection&ControlApr12008基于MATLAB的自整定模糊PID控制系統(tǒng)王轔,張科(西北工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院,陜西西安710072)摘要:針對常規(guī)PID控制器參數(shù)整定不良、適應(yīng)性差、控制精度不理想的現(xiàn)狀,提出了動態(tài)過程中參數(shù)自動整定的模糊PID控制系統(tǒng)。并利用MATLAB的SUMLINK工具箱,對系統(tǒng)進行仿真,仿真試驗結(jié)果表明模糊PID控制魯棒性好、控制精度提高。關(guān)鍵詞:模糊PID控制;仿真;MATLAB;SUMLINK中圖分類號:TP273.2文獻標(biāo)志
2、碼:A文章編號:100821194(2008)0220073204FuzzyPDIControlSystemBasedonMATLABWANGLin,ZHANGKe(CollegeofAstronautics,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi'an710072,China)Abstract:AimingattheactualityproblemofroutinePIDcontrol,therelationbetweenfuzzyPIDcontrolparam2eterswasanalyzed,theadj
3、ustmentofPIDparametersinadynamicprocesswasdesignedtoimprovetheadapta2bilityandthecontrolaccuracy,andsystemsimulationwasconductedbyusingtheSUMLINKtoolboxofMAT2LAB.SimulationresultsindicatesthatfuzzyPIDcontrolhavegoodrobustnessandaccuracy.Keywords:fuzzyPIDcontrol;simulation;MATL
4、AB;SUMLINK0引言模糊自適應(yīng)PID控制器以誤差e(k)和誤差變PID控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一,由化率ec(k)作為輸入,可以滿足不同時刻的e(k)和于其算法簡單,魯棒性好和可靠性高,被廣泛應(yīng)用于ec(k)對PID參數(shù)自整定的要求。利用模糊控制規(guī)工業(yè)過程控制,尤其適用于可建立精確數(shù)學(xué)模型的則在線對PID參數(shù)進行修改,便構(gòu)成了模糊自適應(yīng)[1]確定性控制系統(tǒng)。在實際生產(chǎn)現(xiàn)場中,由于受到參PID控制器,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。數(shù)整定方法煩雜的困擾,常規(guī)PID控制器參數(shù)往往整定不良,性能欠佳,對運行工況的適應(yīng)性差。而模糊控制不依賴于工業(yè)對象模型,它
5、不是用數(shù)值變量而是用語言變量來描述系統(tǒng)特征,并依據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)信息和模糊控制規(guī)則進行推理以獲得合適的控制量,因而具有較強的魯棒性,但控制精度卻不太理圖1自適應(yīng)模糊PID控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖想。本文將模糊控制和PID控制結(jié)合起來,構(gòu)建自適應(yīng)模糊PID控制器,提出了一種利用模糊邏輯對PID參數(shù)模糊自整定是找出PID三個參數(shù)與誤PID控制器進行在線自調(diào)整的方法。差e(k)和誤差變化率ec(k)之間的模糊關(guān)系,在運行中通過不斷檢測e(k)和ec(k),根據(jù)模糊控制原理1模糊自適應(yīng)PID控制結(jié)構(gòu)對三個參數(shù)進行在線修改,以滿足不同e(k)和ec(k)3收稿日期:200
6、7211205修回日期:2008201218基金項目:航空科學(xué)基金項目資助(20070153005)作者簡介:王轔(1980-),女,江蘇徐州人,碩士研究生,研究方向:系統(tǒng)辨識,景象匹配。?1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net74探測與控制學(xué)報對控制參數(shù)的不同要求,而使被控對象有良好的動、靜態(tài)性能。從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等方面來考慮,KP、KI和KD的作用如下:(1)比例系數(shù)KP的作
7、用是加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度,提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。KP越大,系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快,系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度越高,但易產(chǎn)生超調(diào),甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。KP取值過小,則會降低調(diào)節(jié)精度,使響應(yīng)速度緩慢,從而延長調(diào)節(jié)時間,使系統(tǒng)靜態(tài)、動態(tài)特性變壞。(2)積分作用系數(shù)KI的作用是消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。KI越大,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差消除越快,但KI過大,在響應(yīng)過程的初期會產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象,從而引起響應(yīng)過程的較大超調(diào)。若KI過小,將使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差難以消除,影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。(3)微分作用系數(shù)KD的作用是改善系統(tǒng)的動態(tài)特性。其作用主要是能反應(yīng)偏差信號的變化趨勢。并能在偏差信號值變得太大之前
8、,在系統(tǒng)引入一個圖2隸屬函數(shù)曲線圖有效的早期修正信號,從而加快系統(tǒng)的動作速度,減少調(diào)節(jié)時間。(3)模糊控制規(guī)則的語言描述P
