种线性控制器,它的传递函数为:
PID控制器各控制环节的作用:
(1)比例环节能加快系统的响应速度,提高系统的调节精度,控制系统一旦产生偏差信号,控制器就发出控制指令,调节系统,最大限度地减小偏差;
(2)积分环节的作用是消除系统的稳态误差,提高系统的无差度;
(3)微分环节的作用是改善系统的动态特性,在偏差信号值变到太大之前,控制器就产生一个早期修正信号指令,从而加快系统的调节速度,减少调节时间。
3、模糊PID策略的研究
众所周知,温度变化过程的机理是很复杂的,且温度控制系统由于存在着大惯性、非线性等特性,如果采用普通的控制算法,例如PID等,试图建立精确的数学模型是极其困难的,很难保证最后的控制效果;如果采用自适应等控制算法,就要花费大量的精力去分析系统的模型,并且由于温度控制系统的模型复杂,建立模型也比较难于正确地描述系统的真实行为,所以采用该控制方法也不是非常合适的。温度控制系统本身就是时变的、非线性的、有滞后的复杂系统,因此无论使用经典的PID控制还是现代控制理论的各种算法都很难达到满意的控制效果。但是,对于这些难以利用传统方法实现自动控制的生产过程,有经验的操作人员使用手动控制却能够取得令人满意的控制结果。
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分析一下操作人员的手动控制就不难发现,其实人的控制行为正是遵循反馈控制的思想,并且运用了模糊的方法。模糊控制正是运用或是模仿了人的智能行为,如果温度控制系统采用模糊控制的方法,也许就能够非常容易解决上述的问题,从而实现温度控制系统的智能控制。因此确定采用模糊控制算法进行系统控制。
模糊控制属于计算机控制的一种形式,模糊控制系统的组成类似于一般的数字控制系统,模糊控制系统方框图如图1所示。
然而,模糊控制要有好的控制效果,必须具有较完善的控制规则。对于某些复杂的控制过程,有的时候很难总结出较完整的控制经验;并且当对象动态特性发生变化,或者受到随机干扰影响的时候都会影响模糊控制的控制效果。为了促进模糊控制的深入研究,众多的学者进行了卓有成效的工作,对常规模糊控制进行了一些改进,并且发展成为自适应和自学习的模糊控制、模糊预测控制、神经网络模糊控制等。
4、模糊PID控制原理
1、模糊PID控制系统结构
模糊PID控制系统主要由参数可控式PID系统和模糊控制系统两部分组成,其原理如图2所示。参数可控式PID控制器完成对系统的直接控制,模糊控制器实现对PID3个控制参数(r