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模糊自整定PID控制系统设计与仿真

——俯仰姿态保持模糊PID控制

姓名：孙丽媛

学号：2010201393

课程：智能控制理论及应用（095059）

完成时间：2011年2月24日

专业：控制理论与控制工程

指导老师：李爱军

一、设计内容

1、模型与设计要求





XAXBU

XqYq

（1）某飞机纵向短周期运动状态方程为：。其中，，，

YCX





U[]q

；表示迎角，表示俯仰角速率，表示俯仰角，表示升降舵偏角。飞机在某状态下

ee

的状态参数矩阵为：

-0.5698910-0.0293100



A-2.49155-1.143570B2.2683C010

，，

0100001

使用模糊PID控制器，设计跟踪俯仰角的俯仰姿态保持闭环飞行控制系统，并对设计结果进行

分析，计算俯仰角的超调量和调节时间。

（2）设计模糊控制规则。

（3）在MATLAB下依据整定原理编写仿真程序并调试。

（4）给定输入为阶跃信号，运行程序，记录仿真数据和曲线。

（5）修改模糊控制规则，重复步骤4。

（6）分析数据和控制曲线。

2.报告要求

（1）给出模糊控制器的设计过程和程序清单。

（2）记录仿真数据和曲线。

（3）分析仿真结果。

二、设计过程

1.概述

模糊PID控制器有多种结构形式，但是工作原理基本一致，即运用模糊数学的基本原理和方法，

把规则的条件、操作用模糊集来表示，把这些模糊控制规则以及相关的信息作为知识存入计算机的

知识库中，然后计算机根据系统的实际响应运用模糊推理，可实现对PID参数的最佳调整。

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自适应模糊PID控制器以误差和误差变化作为输入，可以满足不同时刻的和对PID参

数自整定的要求。利用模糊控制规则在线对PID参数进行修改，便构成了自适应模糊P