模糊PID在恒溫箱溫度控制中的應用

作者：時間：2013-02-25 來源：網(wǎng)絡

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根據(jù)以上經(jīng)驗，本文所采用的模糊控制規(guī)則表如表1所示。

表1 模糊控制規(guī)則表
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2.3 泄漏檢測流程

在本控制器中采用如下的推理形式：

R1 ：如果e 是 A1 ， ec 是 B1 ，則 Kp 是 CP1 ， KI 是 CI1 ， KD 是CD1

本控制器中，模糊推理采用最大最小合成法，模糊量的清晰法采用最大隸屬度方法，該方法是選擇模糊子集中隸屬度最大的元素稱為控制量。若對應的模糊決策的模糊集為c ，則決策（所確定的精確量） u? 應滿足

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得出 PID 的各個調(diào)整參數(shù)后,就可以實現(xiàn)模糊PID 的參數(shù)調(diào)整算式如下：

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式中： KPO 、 KIO 、 KD0 為初始值； ΔKP 、 ΔKI 和 ΔKD 為經(jīng)模糊推理后得到的PID的調(diào)整參數(shù)值。

3 控制算法仿真研究

按照上面所介紹的模糊PID，將此方面控制到上面所采用的3 個模型，這時PID 的3 個參數(shù)的初始值分別取為 KP0 =0.9、 KI0 =0.000 85、 KD0 =1.0。此時的仿真曲線如圖3 所示。

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對于不同模型的控制性能指標如表2 所示。

表2 系統(tǒng)性能指標
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從圖中可以看出，模糊PID 控制的控制效果很明顯。其結合了傳統(tǒng)的PID 控制的性能穩(wěn)定，可以消除穩(wěn)態(tài)誤差的特點。同時，也具有模糊控制的不依賴于數(shù)學模型，動態(tài)性能好的特點。從表2 可以看出控制系統(tǒng)在時間1 200 s 就已經(jīng)進入了穩(wěn)定狀態(tài)。其系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為0.001，完全滿足系統(tǒng)要求的在時間1800s 時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為0.002 的要求。從這３個模型的仿真的可以看出模糊PID 控制對于時變的、純滯后的、非線性的一階大慣性的系統(tǒng)可以取得很好的效果。

4 結束語

通過仿真實驗可以看出，所設計的模糊PID 控制對于所建立的3 個數(shù)學模型都可以達到很高的動靜態(tài)性能指標，所設計的模糊控制器對于所研制的恒溫箱可以達到高精度的控制。

參考文獻
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