模糊自适应控制器的设计及其仿真

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1、万方数据文章编号：1001—9944(2008)01—0026—04模糊自适应控制器的设计及其仿真乔志杰．王维庆(新疆大学电气工程学院，乌鲁木齐830008)摘要：提出了一种参数自适应模糊PID控制器，将模糊控制器和PID控制器结合在一起．利用模糊逻辑控制．并把MATLAB中的FuzzyToolbOX和SIMULINK有机结合起来，实现了PID控制器参数在线自调整。进一步完善了PID控制器的性能．提高了系统的控制精度。仿真结果表明：该控制器明显改善了控制系统的动态性能．参数自适应模糊PID控制器能使系统达到满意的控制效果，对进一步应用研究具有很好的参考价值。关键词：

2、MATLAB；模糊PID控制；SIHULINK；自适应；仿真中图分类号：TP273文献标志码：ADesignofSelf-adaptiveFuzzyPIDControlSystemanditsComputerSimulationQIAOZhi-jie，WANGWei—qing(SchoolofElectricEngineering，XinjiangUniversity，Urumqi830008，China)Abstract：Inthispaper，akindofparameterserf-adaptivefuzzyPIDcontrolsystemisdiscusse

3、d，itusesFuzzylogiccontrollerwhichiscombinedwithPIDcontrollerandtheorganiccombinationofFuzzyToolboxandSIMULINKthatmakestheparameter’Sself—adaptionofPIDcontrollerpossible．ItperfectsthepropertiesofPIDcontrollerandim-provestheprecisionofcontrolsystem．Theresultofsimulationindicatedthattheco

4、ntrollerimprovedthedynamicproperty，theself-adaptivefuzzyPIDcontrolsystemgivesagoodcontrolperformanceandhasahighreferencevalueforfurtherapplications．Keywords：MATLAB；fuzzyPID；SIMULINK；self-adaptive；simulation现代工业生产过程往往都是时变、非线性、大时滞的复杂系统，系统的精确数学模型往往难以获得，经典的PID控制方法遇到了难以克服的困难，而且在实际生产现场中。由于常规

5、PID参数整定方法繁杂。其参数往往整定不良、性能欠佳，对运行工况的适应性差。针对上述问题．长期以来，人们一直在寻求PID控制器参数的自适应技术，以适应复杂的工况和高指标的控制要求。随着控制理论的发展，出现了各种分支，如专家系统、模糊逻辑、神经网络、遗传算法、灰色理论等，这些算法和经典的PID控制相结合，产生了各种新型的智能控制器，使PID控制器的控制效果大大改善。模糊PID控制器是近年来迅速发展的一种新型控制器．它不依赖于系统精确的数学收稿日期：2007一叭一31：修订日期：2007—08—13基金项目：教育部博士点专项基金资助项目(20060755001)；自治区

6、高校创新群体资助项目(XJEDU2005G01)；自治区高校重点资助项目(XJEDU2004104)。作者简介：乔志杰(1983一)，男，硕士研究生，研究方向为检测技术及自动化装置；王维庆(1959一)，男，教授，博士生导师，研究方向为洁净能源与智能控制。图Automation＆Instrumentation2008(1)万方数据模型，具有很强的适应性。本文将模糊控制和PID控制结合起来，构建自适应模糊PID控制器，实现PID参数的最佳调整，以进一步增强系统对不确定因素的适应性，并应用MATLAB进行了仿真。理论分析与仿真结果表明。自适应模糊PID控制具有良好的控制

7、性能，并取得满意的控制效果。1自适应模糊PID控制器的设计1．1自适应模糊PID控制器结构设计以常规PID控制为基础，采用模糊推理思想，将被控量的偏差e及偏差变化率ec作为二维模糊控制器的输入变量，通过模糊控制器的输出变量，利用模糊控制规律在线整定PID各参数，便构成了自适应模糊PID系统。自适应模糊PID控制器结构【，】框图如图1所示。在本系统中，模糊控制器的设计将是设计的核心，因为它的好坏将直接影响到＆、K和局的选取，从而影响到系统的控制精度。图1自适应模糊P

8、D控制器结构Fig．1Structureofself-adaptivefuzzycontrolsy