光電跟蹤伺服系統中模糊控制器的設計與仿真

三、帶有二維模糊控制器的光電跟蹤伺服系統仿真模型簡(jiǎn)介：

　　如圖一所示，光電跟蹤伺服系統是雙環(huán)隨動(dòng)系統，他由速度環(huán)和位置環(huán)構成，在位置環(huán)上，模糊控制器和常規經(jīng)典控制器被設計成按系統偏差大小進(jìn)行分段控制。

　　Subsystem1子系統如圖二所示，偏差E和EC是S-函數的兩個(gè)輸入，S-函數的輸出是比例因子Ke、Kec和Ku還有位置環(huán)常規控制器的輸入jd。
　　應用S-函數ep11_he.m能實(shí)現兩種控制器之間的切換，切換點(diǎn)選取為0.1。當系統偏差絕對值大于切換點(diǎn)時(shí)，為模糊控制器工作，使系統偏差迅速減小;小于切換點(diǎn)時(shí)，Subsystem1子系統的jd端口輸出為e，常規控制器控制工作，保證系統控制精度[3]。ep11_he.m對模糊控制器的兩個(gè)輸入E和EC的比例因子Ke和Kec進(jìn)行配置。由于比例因子Ke和Kec的取值對光電跟蹤伺服控制系統的動(dòng)態(tài)性能影響很大。Ke選取較大，系統的超調量也較大，過(guò)渡過(guò)程較長(cháng)，但上升時(shí)間變短;Kec的取值越大，系統超調量越小，但系統的響應速度變慢，同時(shí)，模糊控制器輸出比例因子Ku選擇過(guò)小將導致動(dòng)態(tài)過(guò)程變長(cháng)，過(guò)大又會(huì )使系統振蕩[4]。按照這一規律（經(jīng)過(guò)仿真試驗驗證），在S-函數ep11_he.m中，特別將兩個(gè)輸入E和EC分別與兩個(gè)輸入比例因子Ke和Kec聯(lián)系，使Ke和Kec隨著(zhù)E和EC的變化而變化，當偏差較大時(shí)，Ke取較大值，系統上升時(shí)間變短，響應速度較快;當偏差較小時(shí)，Ke應為較小值，使系統超調下降;同樣，對于偏差變化可以使之與EC建立聯(lián)系，在系統響應的上升時(shí)間里，保持較大值，以減小系統超調量;當EC較小時(shí)，Kec的值迅速減小，系統保持較快的響應速度。ep11_he.m中對于Ku的取值原則，在系統響應的上升狀態(tài)中，使Ku取較大的值，減小系統的動(dòng)態(tài)過(guò)程時(shí)間;當系統E和EC比較小時(shí)，Ku取較小的值，避免系統振蕩。