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自动化与仪器仪表

ZIDONGHUAVUYIQIYIBIAO2004年第3期(总第113期)

文章编号:1001一9227(2004)03-0058一03

用继电自整定实现模糊PID智能控制

雷翔霄鲁五一熊红云

(中南大学信息科学与工程学院湖南长沙,410075

摘要:从提高控制器的智能化水平出发，文中提出了模糊PID自适应控制与继电自整定相结合构成PII)双模

智能控制器的方法。即用继电自整定法整定出PID控制的初始参数。然后切换到模糊PM自适应控制，完成模糊

PID智能控制。将该算法应用于一温控系统中，得到了令人满意的效果。

关键词:模糊PM控制继电自整定智能控制

ABSTRACT:Forimprovethelevelofintelligentcontroller,a，methodisintroducedinthispaper.thefuzzylogicalself-

tuningPIDcontrollercombinedwithrelayself-tuningispresented.Theinitialvaluesforfuzzyh硕calself-tuningPIDcontroller

arerequiredfromrelayself-tuning,thenthecontrolmodeisswitchedtoadaptivemode.Thusthefuzzycontrolisrealized.Apply

itinatemperaturecontrolsystem,theresultissatisfied.

KEYWORDS二FuzzyPIT)controlRelayself-controlIntelligentcontrol

中图分类号:273文献标识码:B

该算法无须给系统建立模型，只根据工作温度点由断电

0引言自整定方法整定出PID凡、民、玛)初始参数，将这三个

PID控制在过程控制领域由于其简单可靠、易于实参数作模糊PID自适应控制的初始参数，然后切换到模

现等优点，得到了广泛的应用。然而随着科技的不断糊PM控制，在线检测过程误差，通过对PID参数的在

发展，控制对象日益复杂，人们对控制品质的要求越来线调整来实现自学习功能。

越高，对控制器的智能化水平也提出了更高的要求。

在这种情况下，传统PID控制也暴露出了它所不能胜任1继电型PID自整定原理

的一面。例如，当被控对象具有非线性和时变性时，1,11)自从Astmm和Hagglund提出继电型PID参数自整

参数(ICpK;,Kd)就难以实现自动调整。另一方面，人们定后，继电自整定在工业控制中得到了广泛的应用。其

希望PID初始参数的确定能够无须人工参与，由控制器工作过程是对被控对象施加一控制信号U(t)=

自动整定得到。单一模糊控制在很大程度上改善了温fM,e(t)0

使系统在给定点达到临界振荡状态，记录

度控制效果，但由于我们选用的51系列的CPU资源有t0,e(t)O

限，运算能力弱，使得模糊控制表只能取有限的量化等下系统的临界振荡周期T和振荡幅度a，据此来设计

级，无法消除稳态误差，而PI调节器的积分作用有着很Pit〕控制器。图2为典型的二位继电器，其描述函数为

好的消除稳态误差的作用。因此受工程上结构简单的N(X)二2M/7rX。式中M为继电器的幅值，X为输人的

常规PID控制器的启发，文中将PID继电自整定与模糊振幅。文中的基本思想是:对于一个相位滞后的系统，

控制相结合，实现PID智能控制系统，如图1所示。在继电控制下会产生周期为T的振荡，在付氏级数的

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