毕业设计：模糊PID控制器设计毕业论文（终稿）.doc

重庆交通大学 毕业设计（论文） （2010届） 题目名称：学号 学生姓名 指导教师 殷 时 蓉 2010年6月 前 言 模糊控制是智能控制的一个分支，它的概念是由美国加利福尼亚大学著名教授 L.A.Zaden 提出的，经过 20 多年的发展，模糊控制取得了瞩目的成就。它适用于非线性、数学模型不确定的控制对象，对被控对象的时滞非线性和时变性具有一定的适应能力，同时对噪声也有较强的抑制作用，即鲁棒性较好。但由于模糊控制器本身消除系统稳态误差的性能比较差，难以达到较高的控制精度。而用PID控制正好可以弥补其不足，而本设计的目的正在于此。 模糊PID控制器在工业生产中扮演了十分重要的角色，这种控制器不但具有PID控制精度高等优点，又兼有模糊控制灵活、适应性强的优点，对复杂控制系统和要求高精度的伺服系统可获得优良的控制效果随着智能控制理论的迅速发展,使传统的工业控制技术不断向前发展。1985年提出了自寻优Fuzzy2PID调节器,具有模糊推理的自整定PID控制器也出现了,并逐步商品化,如三菱电机公司在1988年开发了MACTUS 210系列的模糊PID自校正调节器,这类控制器用模糊控制规则和推理,去优化PID控制器的参数,有较强的适应性,但调节过程复杂。模糊PID控制器的研究与应用是近年来控制领域十分活跃的一支分支。 模糊PID 控制器已经有了不少的研究成果, 而且被广泛地应用于生产实践中, 但模糊控制的发展历史还不长, 理论上的系统性和完善性、技术上的成熟性和规范性都还是远远不够的。模糊PID 控制器正逐步向易于控制并且能消除静态控制偏差,尽量减少可调参数的方向发展。将模糊PID 控制器应用于医学、生物等新型领域是新的研究方向。  目 录 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 绪 论 1 1.1模糊控制系统 1 1.2控制器发展现状 2 1.2.1自适应控制 2 1.2.2 PID控制器 3 1.2.3 模糊PID控制 4 1.2.4 模糊自适应PID控制 4 第2章 模糊控制基本原理 6 2.1模糊控制系统组成 6 2.2模糊控制器的分类 7 2.2.1按输入-输出变两个数分类 7 2.2.2模糊控制器其他分类 8 2.3模糊控制器设计 8 2.3.1模糊控制器的结构设计 9 第3章 PID控制基本原理 11 3.1 PID控制原理 11 3.2 PID控制的优点和缺陷 12 3.3 PID控制算法改进 13 3.3.1积分项改进 13 3.3.2微分项改进 14 3.3.3带死区PID算法 15 3.4 PID参数的整定 15 第4章 模糊PID控制器设计 17 4.1模糊控制器的设计 17 4.1.1模糊控制器的结构 17 4.1.2模糊控制器的设计 17 4.2模糊PID控制器设计 20 4.2.1模糊PID控制器结构 20 4.2.2模糊PID控制器算法 20 4.2.3模糊PID控制器的设计 21 4.3本章小结 23 第5章 结论 24 致 谢 25 参考文献 26  摘 要 随着控制对象变得复杂,应用常规PID控制,精度和鲁棒性降低。本文设计一种模糊自调整PID控制器,以提高控制精度。我们要求简单却具有鲁棒性的控制算法来实现控制。这里主要是在模糊PID控制领域进行研究。当控制对象很复杂的情况下,常规PID控制器已经不再适用了,为提高对复杂系统的控制性能,本文介绍了一种新方法设计模糊PID控制器。将PID控制与Fuzzy控制的简便性、灵活性以及鲁棒性融为一体,构造了一个自适应模糊PID控制器。并且为了提高控制的精度,本文进一步改进了模糊自调整PID控制器,此控制器的比例系数、积分系数可根据模糊推理规则进行在线调整。 关键词：模糊控制 自适应控制 PID控制器 ABSTRACT When the controlled objects become complicate, the control accuracy androbustness of the normal PID decrease. The main scope of this paper is to investigatethe research of fuzzy PID control. We propose a simple but robust program forcontrol. This paper presents a novel method to design the fuzzy PID control in orderto improve t