模糊自调节pid控制器的设计与仿真

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1、河北大学2010届本科生毕业论文（设计）模糊自调节PID控制器的设计与仿真摘要PID控制器由于其本身结构简单，方便易行而获得广泛的应用。但是，经典PID控制器采用“线性组合”形式产生的控制量，对于控制对象为非线性对象时的控制作用就相当不理想，而且还常引起快速性和超调量及准确性之间的矛盾，这就限制了传统PID控制器的使用范围。本文叙述了传统PID模型的常见缺陷,通过分析PID各环节在不同响应曲线时应有的变化趋势,以偏差e作为参数修正量,生成了各环节的系数。建立了一种通用的模糊自调节PID控制器模型。它继承了P

2、ID不依赖于对象模型的优点，并且从根本上改进了经典PID的固有缺陷。结合单容水槽的静态特性，设计出了一种模糊自调节PID控制器，并分别用普通PID、非线性模糊自调节PID对其控制，通过系统仿真比较发现，本文提出的非线性模糊自调节PID不仅具有高鲁棒性和适应性特点，同时使调节时间更短，响应速度更快。关键词：非线性PID；模糊控制；鲁棒性；Simulink河北大学2010届本科生毕业论文（设计）DesignandSimulationofSelfAdjustedPIDControllerBasedonFuzzyL

3、ogicABSTRACTClassicalPIDcontrollerhasbeenwidelyusedbecauseofitssinglestructure,convenientuse,andsoon.ButPIDcontrollerhasitslimitation,whereitslinearcombinationbringsthecontradictioninspeedinessandovershoot,whichlimitsPIDcontroller'suse.Afterdiscussingthede

4、fectsofclassicalPIDmodelandanalyzingthevariationtendencyofeachPIDsectionindifferentresponsivecurves,theauthorshavecreatedacoefficientmodelofeachsectionbyusingthewarp′e′asparametercorrection,andestablishedauniversalnonlinearPIDmodel.Thismodelsucceedstothecl

5、assicalPID'sadvantageoftheindependenceonmodelsandimprovesontheclassicalPID'sdisadvantage.Inthispaper,consideringthecharacteristicoftheheatingfurnace,akindofnonlinearPIDcontrollerhasbeenputforwardbasedonthenonlinearPID.Twokindsofmanipulativemethodsareapplie

6、dtoheatingfurnacesystems,theybelongtoclassicalPID,nonlinearPID.Fromcomparingwiththem，wecanfindthatthenonlinearPIDmethodwhichispresentedbythispaper,notonlyhasthecharacteristicofhigh"robustnessandadaptability"thatnonlinearPIDcontrollerhas，butalsohashighercor

7、responsivespeedandshorterregulatingtime.Keywords：NonlinearPID;fuzzycontrol;robustness;Simulink河北大学2010届本科生毕业论文（设计）目录1　前言11.1课题的背景及研究意义11.2国内外发展概况11.3主要研究内容及目标22　传统PID的结构及理论分析32.1控制理论的发展32.2PID控制器的结构及原理32.2.1PID控制器参数对控制性能的影响42.2.2PID控制算法及特点52.3参数整定基本方法82.3.

8、1稳定边界法92.3.2响应曲线法93　非线性模糊自调节PID的设计113.1非线性对象变增益特性及其对控制的影响113.2模糊控制的基本原理123.3模糊自调节PID控制器的设计134　基于SIMULINK的系统仿真分析184.1构造模糊控制器184.2系统仿真分析205　结论21河北大学2010届本科生毕业论文（设计）参考文献22致谢23河北大学2010届本科生毕业论文（设计）１　　前言1.1　课题的背景及研