一种自适应模煳PID控制器的仿真研究.pdfVIP

维普资讯 № ．2 陕西科技大学学报 Apr．2004 ·48 · J()URNALOFSHAANXIUNIVERSITY OFSCIENCE TECHNOLOGh Vo1．22 文章编号 ：1000--5811(2004)02--0048--05 一 种 自适应模糊 PID控制器 的仿真研究 侯勇严，孙瑜，郭文强 (陕西科技大学 电气与电子工程学院，陕西 咸阳 712081) 摘 要 ：以某大时滞工业过程为研 究对象，提 出了一种 自适应模糊 PID控制器，并用 MAT— LAB进行 了仿真。理论分析与仿真结果表明，该 自适应模糊 PID控制相对于常规 PID控制具 有 良好 的控制性能。 关键词 ：自适应模糊控制 ；PID控制 ；仿真 ；MATLAB 中图分类号 ：TP273 ．4 文献标识码 ：A 0 引言 常规 PID控制是最早发展起来的控制策略之一 ，由于其算法简单、鲁棒性好且可靠性高，因此被广泛 应用于工业过程控制 ，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统 。而实际工业生产过程 由于具 有非线性、时变不确定性的特点，难 以建立精确的数学模型 ，所 以应用常规 PID控制器通常不能达到理想 的控制效果 。在实际生产现场中，因受到参数整定方法繁杂的困扰，常规 PID控制器参数往往整定不 良、 性能欠佳 ，对被控过程的适应性差 。针对上述 问题，长期 以来人们一直在寻求 PID控制器参数的 自动整 定技术 以适应复杂的被控过程和高指标的控制要求 。 本文结合一具体实例，提出了一种 自适应模糊PID控制器 ，并应用 MATLAB进行了仿真。理论分析 与仿真结果表明，自适应模糊 PID控制相对于常规 PID控制具有 良好的控制性能。 1 自适应模糊 PID控制器 以某工业过程具有大时滞 的控制对象为例，其被控对象的传递函数。为 G ： 一 G 2．2 4-4．6 I — 当运行一段时间后，由于系统参数发生改变等原因，被控对象的传递函数变为Gz： 5。+ 2s+ 2 —3 一 丽 1．1 采用常规 PID控制 我们先采用常规 PID控制方法来控制被控对象G ，并用 MATLAB的SIMULINK进行仿真，设计的 框 图如图 l，然后通过试凑法整定出了一套合适的 PID参数，其 中输入为单位阶跃信号，Kp=0．2，K1= 0．12，K。一0．15，采样时间为 0．01s，得到的仿真曲线如图 2。从 图2可 以看 出，在此参数下，系统的动态 响应 曲线很好 ，超调较小，上升时间短 ，响应速度较快 ，系统能很快到达稳态，且无稳态误差 ，说明我们所整 定的PID参数符合被控要求 。 当系统运行一段时间后，被控对象变为G。，如图 3。我们依然使用第一步所整定出来的PID参数进 · 收稿 日期 ：2003～12—01 作者简介 ：侯勇严 (1972--)．女．陕西省成阳市人 、硕士．讲师．研究方向：控制理论与控制工程 维普资讯 第 2期 侯勇严等 ：一种 自适应模糊 PID控制器的仿真研究 ·49 ． 行仿真，得到的仿真 曲线如图4。 从图4可以看出，当被控对象变为G 后 ，