高精度模糊PID 控制器及其在温度控制中的应用

下载该文档文档格式：PDF 更新时间：2011-11-28 下载次数：0 点击次数：1

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高精度模糊 PID 控制器及其在温度控制中的应用

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TTOD Co., Ltd

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性系统 ,并且过分依赖于控制对象的数学模型。因此,

常规模糊控制器对于那些严重非线性、大惯性、大时滞

及时变的复杂被控对象不能取得优良的控制效果,如

调节时间过长甚至产生振荡。为此 ,我们在该常规模

糊 PID 控制系统中增加一个模糊规则库 B ,用于对常

规 PI 控制器的积分参数进行模糊控制 ,从而构成变积

分参数的模糊 PID 控制器(见图2) ,该模糊控制器可以

根据系统误差和误差变化值的大小 ,在线自动调整常

规 PI 控制器的积分常数。在系统调节过渡过程的开

始阶段中 ,由于积分环节的时间常数最大 ,PID 控制效

果不明显 ,系统控制主要为模糊控制 ,系统的控制不依

赖控制对象的数学模型 ,对各类系统均可获得较好的

控制效果。当系统的输出接近系统的稳态值时,积分

环节的时间常数将逐步变小 ,系统的控制将逐步转变

为 PID 控制为主 ,由于在稳态值附近 ,完全可以将被控

系统近似为一个线性系统 ,按照线性系统经典控制理

论的要求 ,只要合理调节 PID 参数 ,便可获得一个理想

的无差控制系统。这样可以根据系统参数的变化,动

态地调整积分环节在整个系统控制中的权重,可以使

得该系统同时具有模糊推理高效迅速和 PID 精确输出

的双重优点。

图 2 　变积分系数型模糊 PID 控制器

1. 2 　高精度模糊 PID 控制器的系统设计

工程上应用的模糊控制器为了保证系统控制的实

时性。一般采用离线计算出模糊控制表,然后采用在

线查表的控制方案 ,下面阐述设计步骤。

① 根据被控对象确定误差 E、误差变化率 C、控

制量 U 和变积分环节系数 KI 的实际变化范围[ - Xe ,

Xe ] 、[ - Xc , Xc ] 、[ - Yu , Yu ]和[ - Yk , Yk ] ,选取以上 4

者模糊子集的论域的形式为{ - n , - n + 1 , …, - 0 ,0 ,