PID模糊控制器的改进武昌俊.PDFVIP

第三届安徽科技论坛首届安徽省高等院校电气专业学米论坛论丈集 PID模糊控制器的改进 武昌俊 安徽机电职业技术学院，芜湖 241000 抽 要 本文提出了对PID模糊控制器进行的改进，目的是使改进后的PID模糊控制器可以解决传统的PID 模糊控制器在自动化控制中难以解决的间题.文中主要介绍了对PID模糊控制器改进的思路、对改进的PID模糊控 制器进行设计和改进后的PID模糊控制器可以解决的间题。 关扭词 PID模糊控制器，改进。解决的间题 Abstract ThispaperputsforwardthepossibilityoftheimprovedPIDfuzzy一based controllerforthepurposeofresolvingproblemsthatthetraditionalPIDfuzzy一basedcontroller couldnotresolve.ThispapermainlyexplaiasthethinkingoftheimprovedPIDfuzzy一based controller,itsnewdesignanditsabilityinresolvingproblems. KeywordsPIDfuzzy一basedcontroller,improvement，theresolvableproblems 1 引言 模糊控制是将操作者或专家的控制经验和知识表示成语言变量描述的控制规则，然后用这些 规则去控制系统。因此，模糊控制特别适用于数学模型未知的、复杂的非线性系统的控制，而模糊控 制算法是比较热门的一种控制算法，但它本身也存在着一定的缺陷，需进一步完善，同时将模糊控 制算法应用于8位单片机也会面临一些新问题。针对原有模糊算法本身的一些缺陷及在实际应用 中面临的一些问题，需要对模糊控制器结构作一些改进，以克服其原有的缺点。尽管模糊控制算法 具有着传统算法所不具备的优越性能，但它在某些方面也存在缺陷，尤其在精度和稳定性方面，无 法与PID算法相匹敌。在分析模糊控制各个缺陷原因的基础上，对模糊控制器进行改良，将模糊控 制器构筑成PID式结构，利用模糊控制的人工智能推理方式完成模糊PID运算，形成改进的特有的 模糊PID控制器。另外，考虑到控制算法的复杂性，在改进过程中采取了一些精简计算方法，使8位 单片机有能力胜任模糊控制运算，使模糊控制算法更趋于完善和更实用。 在工业控制中，PID(比例、积分、微分)控制是基本的和应用最普遍的控制方法。PID控制器常 常以拉普拉斯变换形式写出，即: ，，，。、 ，，，。.1 ， TdS 、，，。、 uka)= npll州卜T -,-t-. .cL..J乙CJl (1) 1,J 1T 1dO/a 其中，U(S)和E(S)分别是控制器的输出、输入信号，Kp是比例增益;T，是积分时间常数，Td是 微分时间常数.为了消除高频干扰，在控制器的微分项中加有时间常数为。的滤波器((a在3^-10间 取值)。 PID控制要取得好的控制效果，就必须对比例、积分和微分三种控制作用进行调整以形成相互 配合相互制约的关系，这种关系不是简单的“线形组合”，可从变化无穷的非线形组合中找出最佳的 关系。模糊化所具有的任意非线形表示能力，可以通过对系统性能的学习来实现具有最佳组合的 219 第三届安徽科技论坛首属安徽省高等院校电气专业学术论坛论文集 PID控制。 2 比例、积分与微分的模糊控制 对式(1)进行离散化处理，令采样周期为T，得位置式PID控制器为: ，，_、 _，，_. T .Tr,(z一1)，，_、 ukkI)=P(1一T/- 一 二言下_esesn}e(K1) 1kz一 1) 1lz一 P声 T Td 式中:Tn=Td