基于模糊PID的全方位移動(dòng)機器人運動(dòng)控制
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2 基于模糊PID的運動(dòng)控制器設計
目前，常規PID控制器已被廣泛的應用于自動(dòng)化領(lǐng)域。但常規PID控制器不具備在線(xiàn)整定控制參數kp、ki、kd的功能，不能滿(mǎn)足系統在不同偏差對e以及偏差值的變化率ec對PID參數的自整定要求，因而不適用于非線(xiàn)性系統控制。
文中結合本運動(dòng)控制系統的實(shí)際運行條件，設計采用模糊PID控制方法來(lái)實(shí)現快速移動(dòng)機器人車(chē)輪轉速大范圍誤差調節，將模糊控制和PID控制結合起來(lái)構成參數模糊自整定PID算法用于伺服電機的控制，使控制器既具有模糊控制靈活而適應性強的優(yōu)點(diǎn)，又具有PID控制精度高的特點(diǎn)，使運動(dòng)控制系統兼顧了實(shí)時(shí)性高、魯棒性強及穩定性等設計要點(diǎn)，并可通過(guò)模糊控制規則庫的擴充，為該運動(dòng)控制系統方便添加其他功能。
2．1 參數模糊自整定PID的結構
模糊PID控制系統結構如圖2所示，系統的輸入為控制器給定輪速，反饋值為電機光電碼盤(pán)反饋數字量，△kp、△ki、△kd為修正參數。PID控制器的參數kp、ki、kd由式(3)得到
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/161320.htm
由此，根據增量式PID控制算法可得到參數自整定PID控制器的傳遞函數為
2．2 速度控制輸入輸出變量模糊化
在此速度控制器中的輸入為實(shí)際轉速與設定轉速的偏差值e，以及偏差值的變化率ec，輸出量為PID參數的修正量△kp、△ki、△kd。它們的語(yǔ)言變量、基本論域、模糊子集、模糊論域及量化因子如表1所示。
模糊變量E和EC以及輸出量△KP、△KI、△KD的語(yǔ)言變量和論域確定后，必須對模糊語(yǔ)言變量確定其隸屬度。常用的隸屬函數有B樣條基函數、高斯隸屬函數、三角隸屬函數等，考慮到設計簡(jiǎn)便及實(shí)時(shí)性的要求，文中采用三角隸屬函數。
2．3 參數自整定規則
模糊控制設計的核心是總結工程設計人員的技術(shù)知識和實(shí)際操作經(jīng)驗，建立合適的模糊規則表，得到針對kp，ki，kd這3個(gè)參數分別整定的模糊控制表。根據kp，ki，kd這3個(gè)參數分別的作用，可制定模糊控制規則，以kp。為例，列規則如表2，ki，kd可類(lèi)似推出。
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