基于S函数的模糊整定PID控制器的设计及仿真.PDFVIP

维普资讯 Ⅸ自动化技术与应用》2007年第 26卷第 2期 ． m业 控 制 与应 用 ndustryControlandApplications 基于S函数的模糊整定 PID控制器的设计及仿真 李 娟 (西北第二民族学院设计艺术系，宁夏 银／II750021) 摘 要：针对工业过程控制中被控对象往往为非线性、时变系统，常规的PID控制对于这样的系统的控制效果不是很理想，提出了 模糊整定PID控制算法，并且在Matlab下利用S函数实现了模糊整定PID控制器的设计及仿真，并将该方法用于激光晶体 生长系统的直径调节器中，结果表明，该系统对纯滞后、参数时变的激光晶体生长系统有很好的控制作用。 关键词：S函数；模糊控制；PID控制 中图分类号：TP273．4 文献标识码：A 文章编号2007 DesignandSimulationofaFuzzyTuning PlDControllerwithS．functions LIJuan (DepartmentofDesign＆Art,TheSecondNorthwestUniversityForMinorities，Ymchuan750021，China) Abstract：ThispaperintroducesafuzzytuningPID controllerdesignedbyusingS-FunctioninM alab．Thecontorllerisusedfor diametercontroloflasercrystalgrowth system．Experimentshowsthatthemethod issuitableofrthesystem with nonlinear，greatinertia，purehysteresisandtime—varyingcharacteristics． KeyW ords：S-function；fuzzycontrol；PID controller 1 引言 2 模糊整定PID控制的基本原理 工业过程控制中，被控对象往往为非线性、时变系统，常规 由图1可见，模糊控制由常规PID控制部分和模糊推理两部 的PID控制对于这样的系统的控制效果不是很理想。这是因为常 分组成，模糊推理部分实质就是一个模糊控制器，只不过它的输 规PID不能根据现场盼隋况进行在线自我调节参数。而模糊控制 入是偏差E和偏差变化率EC，输出是△KV，△Ki，△Kd。PID 具有鲁棒I生强和不需要被控对象精确数学模型的优点。因此，将 参数模糊自整定是找出PID三个参数和偏差E，偏差变化EC之 模糊控制和P【【控制两种算法相结合，构成模糊整定P【【控制器， 间的模糊关系，在运行中通过不断检测E和EC，根据模糊控制 如图1所示。本文在Matlab下利用S函数实现了模糊整定PID控 原理来对3个参数进行修改，以满足不同E和EC时对控制参数 制器的设计及仿真，对于实际模糊整定P【【控制器的设计具有很 的不同要求，从而使被控对象有 良好的动、静性能1【1。 好的借鉴意义。 在PID控制中，因为AKv过大会使调节过程产生较大的超 调，过小会影响静差与响应速度；△Ki主要消除静差，但过大的 △l(i会导致积