模糊控制算法PI算法比较分析.doc

模糊控制算法PID算法比较分析 电气学院 控制理论与控制工程专业 徐磊 学号一：题目 对于已知系统的传递函数为: ，假设系统给定为阶跃值R=1，系统的初始值R(0)=0，试分析设计 常规的PID控制器 常规的模糊控制器 比较两种控制器的控制效果 当通过改变模糊控制器的比例因子时，分析系统响应有什么变化？ 二：思路 对于模糊控制，采用二维输入，分别是误差e和误差变化率e,然后通过增益放大，输入到模糊控制器中，然后模糊控制器输出也通过增益放大。模糊控制器的输入、输出论域取值为[-6，6]，隶属度均匀划分为五个区域，隶属度函数采用梯形和三角形函数。 μ NB NS ZE 1 PS PB -6 -5 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 两个输入和一个输出的隶属度函数相同。 程序框图如下： 三：程序 clear; num=1; den=[10,1]; [a1,b,c,d]=tf2ss(num,den); x=[0]; %状态变量初始 T=0.01; %采样周期 h=T; N=10000; %采样次数 td=0.5; %延时时间 Nd=50; %延时周期 R=1*ones(1,N); % 输入信号 e=0;de=0;ie=0; %误差，误差导数，积分 kp=12.5;ki=0.8;kd=0.01; for k=1:N uu(1,k)=-(kp*e+ki*de+kd*ie); %PID输出序列 if k=Nd u=0; else u=uu(1,k-Nd); end %龙格库塔法仿真 k0=a1*x+b*u; k1=a1*(x+h*k0/2)+b*u; k2=a1*(x+h*k1/2)+b*u; k3=a1*(x+h*k2)+b*u; x=x+(k0+2*k1+2*k2+k3)*h/6; y=c*x+d*u; e1=e; e=y(1,1)-R(1,k); de=(e1-e)/T; ie=ie+e*T; yy1(1,k)=y; end %设计模糊控制器 a=newfis(Simple); a=addvar(a,input,e,[-6,6]); a=addmf(a,input,1,NB,trapmf,[-6 -6 -5 -3]); a=addmf(a,input,1,NS,trapmf,[-5 -3 -2 0]); a=addmf(a,input,1,ZR,trimf,[-2 0 2]); a=addmf(a,input,1,PS,trapmf,[0 2 3 5]); a=addmf(a,input,1,PB,trapmf,[3 5 6 6]); a=addvar(a,input,de,[-6 6]); a=addmf(a,input,2,NB,trapmf,[-6 -6 -5 -3]); a=addmf(a,input,2,NS,trapmf,[-5 -3 -2 0]); a=addmf(a,input,2,ZR,trimf,[-2 0 2]); a=addmf(a,input,2,PS,trapmf,[0 2 3 5]); a=addmf(a,input,2,PB,trapmf,[3 5 6 6]); a=addvar(a,output,u,[-6 6]); a=addmf(a,output,1,NB,trapmf,[-6 -6 -5 -3]); a=addmf(a,output,1,NS,trapmf,[-5 -3 -2 0]); a=addmf(a,output,1,ZR,trimf,[-2 0 2]); a=addmf(a,output,1,PS,trapmf,[0 2 3 5]); a=addmf(a,output,1,PB,trapmf,[3 5 6 6]); %规则表 rr=[5 5 4 4 3 5 4 4 3 3 4 4 3 3 2 4 3 3 2 2 3 3 2 2 1]; r1=zeros(prod(size(rr)),3);%初始化 %r1赋值 k=1; for i=1:size(rr,1) for j=1:size(rr,2) r1(k,:)=[i,j,rr(i,j)]; k=k+1; end end r2=ones(25,2); rulelist=[r1,r2];%得到规则表 a=addrul