近年來,智能控制作為一門新興的理論和技術發展很快,許多學者進行了大量的研究工作。其中,模糊控制不要求被控對象的模型精確,具有較強的魯棒性且適應性強而被廣泛應用。但在一般的模糊控制中,沒有考慮常規模糊控制器不同時具備在偏差大時快速跟蹤,在偏差小時精確定位的問題,而且這兩個要求是相互矛盾的,并發生在不同的時域。另外,也沒有考慮常規模糊控制穩態精度不高且穩定性難以保證的問題。基于以上分析,本文在分析常規PID控制和模糊控制算法的基礎上,設計了帶有自調整因子的雙模糊控制器。根據設定值與輸出值間的偏差及偏差的變化,切換模糊控制器1和模糊控制器2,完成兩組控制器的平穩過渡,并結合Ma-tlab環境下的模糊邏輯工具箱對其進行了仿真研究。
1 雙模糊控制系統結構
雙模糊控制系統由模糊控制器FC1和模糊控制器FC2并聯組成,并由控制開關進行模式選擇,其結構如圖1所示。
![](/uploads/allimg/110712/182555-110G211424L09.jpg)
其工作原理是當系統誤差較大,落在某個閾值以外時,就采用模糊控制器FC1進行控制,以達到快速響應,消除誤差的目的;當系統誤差較小,落在閾值以內時,采用模糊控制器FC2進行控制,由于此控制器已將零域進一步細分,因此可以大大改善模糊控制器對于系統小誤差的控制效果,從而達到極大地消除靜態誤差的目的,進而取得滿意的控制效果。
判斷電路的控制規則可以描述為:
![b.JPG](/uploads/allimg/110712/1144125Z5-0.jpg)
2 雙模糊控制系統的設計
2.1 被控對象的選取
在控制工程實踐中,溫度控制具有典型的時間滯后特點,現選取溫度控制系統為帶有純延遲的一階過程模型,設被控對象的傳遞函數為:
![c.JPG](/uploads/allimg/110712/1144124S6-1.jpg)
2.2 PID控制器設計
為獲得較好的穩態控制效果,普遍采用PID控制,也就是在系統中加入一個比例放大器、一個積分器和一個微分器。通過參數整定得到PID控制器的參數為KP=1.5,KI=1,KD=0.8,單位階躍響應曲線如圖2所示。
![](/uploads/allimg/110712/182555-110G2114255318.jpg)
PID控制器是一種線性控制器,魯棒性不夠強,具有對負載變化適應能力差,抗干擾能力弱和控制性容易受模型參數變化影響等弱點。所以在控制系統中難以達到令人滿意的調速性能,尤其是在對系統性能和控制精度要求較高的場合,這就需要對PID算法進行改進,以達到更好的控制性能。
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