模糊PID控制器的設計與仿真研究

摘要：本文把MATLAB中的Fuzzy Toolbox和SIMULINK結合起來(lái)，討論了模糊邏輯控制器的設計與仿真問(wèn)題，以實(shí)現PID控制器參數的自調整，提高系統控制的精度。仿真結果表明，模糊PID控制器明顯改善了系統的動(dòng)態(tài)性能和穩態(tài)性能，使系統控制達到了滿(mǎn)意的效果，對系統控制和系統的調整具有一定理論價(jià)值。
關(guān)鍵詞：模糊PID控制器；SIMULINK；參數調整；仿真

0 引言
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，許多被控對象隨著(zhù)負荷變化或干擾因素的影響，其對象特性參數或結構發(fā)生改變，而且現代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程往往都是時(shí)變、非線(xiàn)性、大時(shí)滯的復雜系統，系統的精確數學(xué)模型往往難以獲得，經(jīng)典的PID控制方法遇到了難以克服的困難，而且在實(shí)際生產(chǎn)現場(chǎng)，由于常規PID參數整定方法繁雜，其參數整定不良、性能欠佳，對運行工況的適應性差。
人們一直在尋求PID參數調整的自適應技術(shù)，以適應復雜的工況和高指標的控制要求。隨著(zhù)控制理論和計算機技術(shù)的發(fā)展，人們利用人工智能的方法將操作經(jīng)驗作為知識存入計算機中，根據現場(chǎng)實(shí)際控制情況，計算機能根據工況和控制要求自動(dòng)調整PID參數，實(shí)現PID的智能控制。本文將模糊控制與PID控制結合起來(lái)，構造自適應模糊PID控制器，實(shí)現PID參數的最佳調整，以增強系統對不確定因素的適應性。

1 自適應模糊PID控制器的設計
以常規PID控制為基礎，采用模糊推理理論，將被控制量的偏差e和偏差變化率ec作為二維模糊控制器的輸入變量，通過(guò)模糊控制器的輸出變量，利用模糊控制規則在線(xiàn)調整PID各參數，便構成了自適應模糊PID控制系統。自適應模糊PID控制器結構框圖如圖1所示。