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智能控制 专家 PID 控制系统 Matlab 仿真 摘要： 分析了一个速度控制器的控制仿真。其传递函数为： 523500 G ( s ) 3 2 s 87 .35 s 1047 s 使用专家 PID 控制系统，输入信号为阶跃信号，取采样时间为 1ms，画出阶跃响应曲线和误差变化曲线。 0 引言 特性。其作用要是能反应偏差信号的变化趋势，并 简介传统 PID 系统原理： 能在偏差信号值变的太大之前，在系统引入一个有 从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精 效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减 度等方面来考虑， Kp 、Ki 、Kd 对系统的作用如下： 少调节时间。 (1) 系数 Kp 的作用是加快系统的响应速度， 提 1 专家控制 高系统的调节精度。 KP 越大，系统的响应速度越 专家控制 (Expert Control) 的实质是基于受控对 快，系统的调节精度越高，但易产生超调，甚至导 象和控制规律的各种知识，并以智能的方式利用这 致系统不稳定、 Kp 过小，则会降低调节精度，使 些知识来设计控制器。 利用专家经验来设计 PID 参 响应速度缓慢，从而延长调节时间，使系统静态、 数便构成专家 PID 控制。 动态特性变坏。 典型的二阶系统单位阶跃响应误差曲线如图 1、 (2) 积分系数 Ki 的作用是消除系统的稳态误 2 所示。对于典型的二阶系统阶跃响应过程作如下 差。 Ki 越大，系统的稳态误差消除越快，但 Ki 过 分析，根据误差及其变化， 可设计专家 PID 控制器， 大，在响应过程的初期会产生积分饱和现象，从而 [ 1 ] 该控制器可分为五种情况进行设计 。 引起响应过程的较大超调；若 Ki 过小，将使系统 稳态误差难以消除，影响系统的调节精度。 (3)微分作用系数 Kd 的作用是改善系统的动态 图 1 专家 PID 控制阶跃响应曲线 表 1 Kp 、Ki 、Kd 对系统时间域性能指标的影响 参数名称 上升时间 超调量 过渡过程时间 静态误差 Kp 减少 增大 微小变化 减少 Ki 减少 增大 增大