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基于单片机实现的模糊自整定PID控制器
资料介绍
PID控制器自从问世以来，就一直是工业过程控制中最主要的控制方式。但是随着现代工业的发展，人们面临的被控对象越来越复杂，应用常规PID控制，控制精度和鲁棒性较低。模糊控制技术是智能控制的重要分支，当被控对象存在非线性、时变性、多参数强耦合、过程机理错综复杂及不能建立被控对象或过程的精确数学模型时，模糊控制的专家规则式的控制方式为其提供了一种较为理想的控制策略。 本文基于对PID控制器参数的自整定方法、模糊控制器设计方法的研究，设计了一种模糊自整定PID控制器，用于控制温度。该控制器是在整定出PID初始参数的基础上，根据被控对象的响应在采样时刻的误差E和误差变化率EC两个因素来确定参数调整量的方向和大小，通过把操作人员的PID参数整定经验总结成模糊规则模型，形成微机查询表。微机根据控制系统的实际响应情况，运用模糊推理与决策实现对PID参数的在线调整。该方法将经典PID控制与模糊控制的简便性、灵活性以及鲁棒性融为一体。通过MATLAB仿真研究及模糊PID控制和常规PID控制仿真的结果比较，表明本文采用的方法提高了系统的动、静态响应性能。也就是说，该控制方法对于此类系统控制是有效的。 本文最后给出了控制器系统的硬件及软件设计。在硬件设计上以MSP430f149单片机为控制核心，温度传感器选用热电偶，A/D转换电路选用4位半双积分式A/D转换芯片ICL7135，控制器以4～20mA标准电流信号输出。系统的软件设计思路采用消息驱动的思想，即系统内外发生的事件产生相应的消息，系统主循环检测到后，送入相应的任务处理程序。这种软件设计方法可以有效地节约系统资源并满足系统实时性的要求。
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