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同状态,考虑e,ec,u三者的关联,根据工程经验设计模糊整定这三个参数,选择输入语言变量为误差e和偏差变化率ec,语言变量值取NB,NM,NS,0,PS,PM,PB七个模糊值;选择输出语言变量为u,语言变量值也取NB,NM,NS,0,PS,PM,PB七个模糊值,建立三者的模糊规则表如下表1。
控制器的关键是确定三个增益值,在Simuli
k中搭建PID系统控制模型如图1示。
在MATLAB命令空间输入fuzzy,弹出对话框,然后进行设置,如图2、3、4,设置为两输入一输出结构。
根据经验设置输入输出的隶属度函数,设置完隶属度函数后,按照上述模糊规则表格设置添加模糊规则。(图2)
对比结论:通过上面的仿真,可以看出:在该题中,经典PID控制的超调量比模糊PID控制的超调量要大,但模糊控制存在一定的稳态误差,干扰被大大减弱,传统PID效果更理想。模糊控制器的参数非常难设定,对于给定了数学模型的控制来说,显然常规PID其具有很大的优势,操作简单,参数易于设定。
目前关于PID控制器参数整定的基本方法有离散模型的控制器参数整定、基于Nyquist曲线的控制器参数整定和基于传递函数模型的控制器参数整定。把常规PID控制和模糊控制理论相结合,可以发挥一者的特点和优势,以期实现更好的控制效果。在Simuli
k下设计不同结构的模糊控制器,在利用FIS编辑模糊控制器的过程中,可以设置不同的论域和语言值,不同形式的隶属度函数及选取根据实际经验和分析而得出的不同情况下的模糊规则表。如何选择变量的合适的隶属度函数、论域和语言值、模糊规则表及控制器的结构,来实现对系统在超量、上升时间、过渡时间及稳定性等方面的最优控制,还可以进一步研究,进行优化。
参考文献
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2王淑青,杨桦,何涛模糊PID复合控制在变频空调中应用研究J微计算机信息,2006,61
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