变论域模糊PID自整定控制器的设计及仿真.pdfVIP

第 29卷第5期 河南理工大学学报 (自然科学版) V01．29 NO．5 2010年 l0月 JOURNALOFHENANPOLYTECHNICUNIVERSITY (NATURALSCIENCE) Oct．2010 变论域模糊 PID 自整定控制器的设计及仿真 董爱华 ，胡艳丽 ，薄关锋 (1．河南理工大学 电气工程与 自动化学院 ，河南 焦作 454000；2．许 昌职业技术学院 机电工程系，河南 许 昌 461200) 摘要：在一般模糊控制和PID控制的基础上 ，将模糊控制和PID控制技术相结合，研 究了基 于变论域的模糊 PID控制原理，并利用 MATLAB 的 SIMULINK 以及模糊控制工具箱相结合 的方法，实现 了变论域模糊 PID控制器与常规 PID控制器的仿真 比较．结果袁明，设计的变 论域模糊 PID控制器，不仅保持 了模糊控制器和PID控制器原来的优点 ，而且很好地解决了 普通控制器的控制死区问题 ，提高了控制精度 ，缩短 了响应时间，增强 了实用性． 关 键 词：变论域；模糊 PID；参数 自整定 ；SIMULINK仿真 中图分类号：TP273 文献标识码 ：A 文章编号 ：1673—9787 (2010)05—0646—04 Designandsimulationofvariableuniversefuzzyself—tuningPID controller DongAi—hua ，Hu Yan—li，BoGuan —feng (1．SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo 454003，Henan，China；2．ElectricalandMe— chanicalEngineering，XuchangVocationalTechnicalCollege，Xuchang 461200，Henan，China) Abstract：ThispaperintroducesprincipleoffuzzyPID controlwithvariableuniversecombiningthepresent fuzzycontrolandPID control，andbyusingMATLAB／SIMULINK simulationandfuzzycontroltoolbox，varia— bleuniversefuzzyself—tuningPID controlleriscomparedwithroutinePID controller．Thesimulationresult showsthatbyusingtheimprovedfuzzyPID controlwithchanginguniversethecontrolsystem notonlyhotds advantagesofthepresentfuzzycontrolandPID control，butalsosolvesthedieareasofthegeneralcontroller， whichimprovescontrolaccuracy，reducessettingtimesandhasthestrongerpracticability． Keywords：variableuniverse；fuzzyPID；parametersauto—tuning；SIMULINK simulation 0 引 言 在常规控制 中，PID控制是最简单实用的一种控制方法 ，也是最早发展起来的控制策略之一 ，具 有结构简单 、鲁棒性强、稳定性好等优点 ，在工业控制过程中得到 了很好的应用．然而在实际应用 中，常规的PID控制器是线性的，不能实现参数的实时在线调整，而且获得3个参数的最佳配合也很 困难 ，特别是对于非线性 、时变的复杂系统就不能很好地控制．智能控制中的模糊控制是近代控制理 论中建立在模糊集合上的一种语言规则与模糊推理 的控制理论 ¨．该控制方法是 以模糊数学理论为 基础 ，它是把专业技术人员提供的经验知识及操作数据抽象成一系列的模糊规则 ，并利用计算机来完 成过程控制的方法 ，对复杂系统有着 良好的控制效果．本文结合以上2种控制方法 ，设计出一种变