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模糊自适应PID控制系统的研究及MATLAB仿真
资料介绍
文档为模糊自适应PID控制系统的研究及MATLAB仿真总结文档，是一份不错的参考资料，感兴趣的可以下载看看，，，，，，，，，，，，，
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| 文件名 | 大小 |
| 模糊自适应PID控制系统的研究及MATLAB仿真.pdf | 239K |
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（完整内容请下载后查看）《装备制造技术》2015年第2期
焦仁雷，宋慧波，任亚宁，杨 睿，赵良伟
（中国兵器工业第二零八研究所，北京 昌平 102202）
摘 要：模糊控制器能适应被控对象是非线性和时变性的控制系统，并且鲁棒性较强，但它的稳定控制精度较差。常规的
PID 控制结构简单，具有一定的鲁棒性，稳定无静差。采用模糊控制器与PID 控制器相结合，充分发挥各自的优点，使响
应速度更快，稳定精度更高，鲁棒性更强。
关键词：模糊控制；PID 控制；鲁棒性；自适应
中图分类号：TP273
文献标识码：B
文章编号：1672-545X（2015）02-0087-03
t
常规的PID 控制结构因其简单、稳定性好、工作
可靠、调整方便而成为在生产过程中一种最普遍采
用的控制方法。然而，常规PID 控制难以解决被控对
象为非线性和时变不确定性等系统，而模糊自适应
控制可以有效解决被控对象为非线性和时变性不确
定控制系统。模糊自适应PID 控制是指将模糊控制
技术与PID 控制技术相结合构成模糊 PID 控制，自
动实现对PID 参数的最佳调整[1]。本文采用模糊自适
应控制系统与PID 控制系统相结合，充分发挥各自
的优点，既具有模糊自适应控制器灵活、适应性和鲁
棒性强等优点，又具有PID 控制器结构简单、可靠性
高、稳定无静差以及控制精度高等优点[2~3]。通过 SI
MULINK 对模糊自适应PID 控制和常规的PID 仿真
对比，表明模糊自适应PID 控制具有较好的鲁棒性
能，较小的超调量以及达到稳定的时间较短等优点。
de（t）
D
u（t）= K e（t）+ K
e（τ）dx ꢀ K
（1）
p
I
乙
0
d（t）
其中：
u（t）为输出量；
e（t）为输入量；
K 为比例增益；
p
K 为积分增益；
ꢁ
ꢂ 为微分增益。
D
1.2 模糊控制规则
模糊控制器设计的核心是模糊控制规则表。模
糊规则是通过专家或者大量的实验数据并且结合相
应的理论知识给出。偏差e、偏差变化率ec 跟PID 控
制器参数ꢂ 、ꢂ 、ꢂ 之间的存在如下关系[5]：
p
ꢁ
D
（1）当|e （t）|较大时，为了加快系统的响应速
度，应取较大的ꢂp，可以减少时间常数和阻尼系数。
取较小ꢂ ，可以加快系统响应。为避免出现较大超
D
1 模糊自适应PID 控制系统的研究
调量，可以去掉积分，取ꢂ = 0。
ꢁ
（2）当|e（t）|为中等大小时，取较小的ꢂ 和适当
p
1.1 常规PID 控制器
的ꢂ 值，ꢂ 可以稍微增加一点，目的是减少系统的
D
ꢁ
常规PID 控制系统是生产过程中是一种最普遍
采用的控制方法，将误差的比例、积分、微分通过线
性组合构成控制量，对被控对象进行控制[1]，其控制
原理如图1所示。该系统有模拟PID 控制器和被控
超调量和加快系统的响应时间。此时ꢂ 影响最大。
D
（3）当|e（t）|较小时，为使系统具有较好的稳定
性能，可取较大的ꢂ 和ꢂ 。避免系统在平衡点出现
p
ꢁ
对象组成。
振荡，应取适当的ꢂ 值。
D
比例
1.3 模糊控制器的原理
+
u（t）
c（t）
（r t）
e（t）
受控对象
积分
微分
+
+
模糊控制的核心是模糊控制器。模糊自适应PID
控制器是模糊控制器与PID 控制器的组合，并对参
数在线调整。模糊自适应PID 控制器结构框图如图2
所示。
+
-
图1 常规PID 控制系统原理框图
模拟PID 控制规律为[4]：
收稿日期：2014-11-02
作者简介：焦仁雷（1986—），男，山东曹县，硕士研究生，主要研究方向：机电系统灵巧化与智能化。
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全部评论(1)
2019-12-08 08:44:11皮成
不错