模糊PID控制及其在環(huán)形加熱爐中的應(yīng)用.pdf

1、PID控制和模糊控制是當(dāng)今應(yīng)用較為廣泛的兩種控制方式。 常規(guī)的PID控制器具有算法簡(jiǎn)單、可靠性高、無(wú)靜差等優(yōu)點(diǎn),其核心是參數(shù)的整定,對(duì)于確定性的被控對(duì)象通過(guò)適當(dāng)?shù)卣≒ID的三個(gè)參數(shù),可以獲得比較滿意的控制效果,但對(duì)于大滯后、時(shí)變的、非線性的復(fù)雜系統(tǒng),則較難以整定PID參數(shù),因而比較難以達(dá)到預(yù)期效果。模糊控制器具有不依賴對(duì)象的數(shù)學(xué)模型適應(yīng)能力強(qiáng)的突出優(yōu)點(diǎn),但它的穩(wěn)態(tài)精度差。因此,針對(duì)PID控制器和模糊控制器的特點(diǎn),將模糊控制和P

2、ID控制兩者結(jié)合起來(lái),構(gòu)成模糊PID控制器,可以揚(yáng)長(zhǎng)避短,既具有模糊控制靈活、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),又具有PID控制精度高的特點(diǎn),從而對(duì)各種復(fù)雜的被控對(duì)象、不同的控制指標(biāo)取得理想的控制效果。本文正是以此為目標(biāo),研究將模糊控制和PID控制進(jìn)行有效結(jié)合的控制方式和控制算法。 本文首先分析了常規(guī)PID控制器和模糊控制器的特點(diǎn)和發(fā)展?fàn)顩r,指出了它們的局限性和改進(jìn)方法。 其次,通過(guò)對(duì)比和分析帶有自調(diào)整因子的模糊控制器的一階線性輸出模式與

3、常規(guī)PID控制器形式的相似性,設(shè)計(jì)了一種帶有自調(diào)整因子的模糊控制器。該控制器的實(shí)質(zhì)是模糊控制器,所不同的是,它可以充分借鑒常規(guī)PID控制器參數(shù)調(diào)整的各種成熟經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)模糊控制規(guī)則,從而使模糊控制器的設(shè)計(jì)更規(guī)范,模糊規(guī)則的制定和參數(shù)的調(diào)整更簡(jiǎn)單易行,而且物理意義明確。 再次,通過(guò)采用該控制器對(duì)帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)控制系統(tǒng)的仿真,研究了該控制器對(duì)不同類型的控制對(duì)象的控制效果,并且以環(huán)型加熱爐為對(duì)象將該控制器與常規(guī)PID控制、模糊自