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          模糊PID在恒溫箱溫度控制中的應用

          作者: 時間:2013-02-25 來源:網(wǎng)絡 收藏


          根據(jù)以上經(jīng)驗,本文所采用的模糊控制規(guī)則表如表1所示。

          表1 模糊控制規(guī)則表
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          2.3 泄漏檢測流程

          在本控制器中采用如下的推理形式:

          R1 :如果e 是 A1 , ec 是 B1 ,則 Kp 是 CP1 , KI 是 CI1 , KD 是CD1

          本控制器中,模糊推理采用最大最小合成法,模糊量的清晰法采用最大隸屬度方法,該方法是選擇模糊子集中隸屬度最大的元素稱為控制量。若對應的模糊決策的模糊集為c ,則決策(所確定的精確量) u? 應滿足

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          得出 PID 的各個調(diào)整參數(shù)后,就可以實現(xiàn) 的參數(shù)調(diào)整算式如下:

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          式中: KPO 、 KIO 、 KD0 為初始值; ΔKP 、 ΔKI 和 ΔKD 為經(jīng)模糊推理后得到的PID的調(diào)整參數(shù)值。

          3 控制算法仿真研究

          按照上面所介紹的,將此方面控制到上面所采用的3 個模型,這時PID 的3 個參數(shù)的初始值分別取為 KP0 =0.9、 KI0 =0.000 85、 KD0 =1.0。此時的仿真曲線如圖3 所示。

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          對于不同模型的控制性能指標如表2 所示。

          表2 系統(tǒng)性能指標
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          從圖中可以看出, 控制的控制效果很明顯。其結合了傳統(tǒng)的PID 控制的性能穩(wěn)定,可以消除穩(wěn)態(tài)誤差的特點。同時,也具有模糊控制的不依賴于數(shù)學模型,動態(tài)性能好的特點。從表2 可以看出控制系統(tǒng)在時間1 200 s 就已經(jīng)進入了穩(wěn)定狀態(tài)。其系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為0.001,完全滿足系統(tǒng)要求的在時間1800s 時,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為0.002 的要求。從這3個模型的仿真的可以看出模糊PID 控制對于時變的、純滯后的、非線性的一階大慣性的系統(tǒng)可以取得很好的效果。

          4 結束語

          通過仿真實驗可以看出,所設計的模糊PID 控制對于所建立的3 個數(shù)學模型都可以達到很高的動靜態(tài)性能指標,所設計的模糊控制器對于所研制的可以達到高精度的控制。

          參考文獻
          1 Tanaka K, Sugeno M. Stability Analysis and Design of Fuzzy Control Systems[J]. Fuzzy Sets and System, 1992.
          2 Jian-xin Xu, Chang-chieh Hang, Chen Liu. Parallel Structure and Turning of A Fuzzy PID Controller[J]. Automatic, 2002, (36).
          3 J H Kim, S J OH. A Fuzzy PID Controller for Nonlinear and Uncertain Systems[J]. Soft Computing, 2000,4(2): 112-114.
          4 馮冬青主編. 模糊智能控制[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 1998: 87-98.
          5 Deng Xiantu. Generating Rules for Fuzzy Logic Controllers by Functions[J]. Fuzzy Sets and Systems, 1990, (36): 56-58.(end)

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