实施一个新型自调模糊PID-PLC控制器1资料.doc

《实施一个新型自调模糊PID-PLC控制器1资料.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、东北石油大学本科生毕业设计（外文文献翻译）一个基于PLC的新型自校正模糊PID控制器的实现摘要在这项研究中，对于研究者之前已经开发的模糊PID控制器，基于PLC的自校正方法被实现用以控制一些形成于FEEDBACKPCS327过程控制模拟器的标准流程。在这种校正方法中，我们使用了模糊推理机制来调整对应于衍生系数的输入比例因子和对应于模糊PID控制器积分系数的输出比例因子，这种机制带有一种名叫“标准化加速”的新输入法。将实施后产生的结果同没有调谐机制的传统模糊PID控制器的实施结果做对比。观察发现，调谐机制降低了振荡和稳定时间，并且在实时程序应用中提供更顺畅的系统响

2、应。关键词:模糊PID控制器；相对速度观测器；自动调谐机制；可编程逻辑控制器1.引言在该文中，提出了各种结构的模糊PID（包括PI和PD）控制器和模糊非PID控制器。模糊PI控制是被认为比模糊PD更实际，因为模糊PD很难去除稳态误差。然而，由于模糊PI控制的内部集成操作为高阶流程在瞬态响应时只能提供微小的性能。因此，在实践中模糊PID控制器更实用。要获得比例，积分，微分控制要在一起进行，它是直观和方便地使PI和PD结合在一起，形成一个模糊PID（FPID）控制器。构造一个FPID控制器的方式之一是通过求模糊PD控制器输出和其不可分割的组成部分的和[1〜3]，例如

3、在本研究中，只有规则库的模糊PID控制器，如图1所示。FuzzyControllereEU+u+图1双输入FPID结构与单规则库设计参数的FPID控制器可以总结成两组[4]:结构参数和优化参数。结构参数包括输入/输出(I/O)变量的模糊推理、模糊语言集、隶属函数、模糊规则、推理机制和去模糊化机制。调整参数包括I/10东北石油大学本科生毕业设计（外文文献翻译）O比例因子(SF)和参数的隶属度函数(MF)。结构参数通常决定了在离线设计时的调整参数，可以计算出在线调整控制器的性能以提高程序性能，同时适应系统不确定性和过程干扰，以达到最适合的性能。然而还存在着各种启发式

4、和非启发式的调谐策略，它们可以适应模糊控制器中的比例因子[5-7]。关于相对比率，按照观察者的想法[8]中提出了一个简单的优化结构的建议。在这种调整方法中，输入相应的衍生比例因子，输出调整FPID控制器对应的比例因子的积分系数，使之适用于在一个在线方式中模糊推理的机制。在推理机制存在两个输入,其中之一是传统的启动的“错误”，另一个是所谓的“标准化加速”，提供了系统响应的快与慢表明的相对比率。为了证明了新方法的有效性和功率,实现了在电脑327过程控制模拟器上自调谐，FPID在硅镁质s7-200PLC控制一些标准过程中形成反馈。结果与传统的没有调谐机制的双输入FPI

5、D控制器作比较。2.双输入模糊PID控制器结构在这个研究中，要考虑到闭环控制结构，如图2所示。模糊PID控制器的输出给出了u=αＵ+βʃＵdt（1）其中U是FLC的输出FuzzyControlleryeEG(s)U+uDerivateEstimatorr+_+图二双输入FPID控制器的闭合控制结构上式已被证明[9]，模糊控制器的产品总和推理方法，通过重力去模糊化方法的中心和三角均匀分布的隶属函数输入和离散输出来表示，FLC的输入和输出变量之间的关系由下式给出（2）其中，E=Keand_E=Ke.相同的结果将证明是有效的[10]。因此，从（1）和（2）控制器的输出

6、中获得u=αA+βAt+αKPe+βKDe+βKP+αKD（3）因此，模糊PID控制器的等效控制分量如下：比例增益：αKP+βKD10东北石油大学本科生毕业设计（外文文献翻译）积分增益：βKP（4）微分作用增益：αKD3.相对速度观测器的双输入FPID基础自调谐控制器参数使用了相对速度观测器的适应双输入FPID控制器已经被提出[8]。该种方法如图3所示。这种方法调整比例因子，在一个在线方式中分别对应于衍生系数和积分系数的模糊PID控制器中使用模糊推理机制。模糊推理机制调整了相关系数，其中有两个输入，一个是指定为“系统错误”，另一个是一个新的变量命名为“规范化加速

7、”。规范化加速对于相对率使信息系统加快或减慢。规范化加速R（k）定义为：reuU++KeFuzzyControllerαG(s)ErrorDerivativeEstimatorKdF(.)FuzzyParameterRegulatorKfFKfdeE图3闭环控制结构参数适应双输入FPID控制器通过相对速度观测器。r(k)==(5)在这里，de（k）变量是错误的，它由下式给出的增量变化de(k)=e(k)−e(k−1)(6)dde（k）被称为错误的加速度，它由下式给出dde(k)=de(k)−de(k−1)(7)（5）中，选择如下的de(.)de（.）=﹛de（k

8、）if

9、de（k）

10、>=