模糊PID控制器的設(shè)計(jì)與仿真研究
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3 SIMULINK仿真
打開MATLAB文件編輯器，編寫M文件。在M文件中創(chuàng)建模糊控制系統(tǒng)接口，增加模糊語(yǔ)言變量(二個(gè)輸入、三個(gè)輸出)，并設(shè)定各變量的論域及模糊推理規(guī)則，給定輸入，根據(jù)模糊推理得到輸出。編寫出模糊控制規(guī)則fuzzypid．fis。運(yùn)行所編寫的模糊控制規(guī)則，并將控制規(guī)則導(dǎo)入工作空間。在MATLAB／SIMULINK環(huán)境下，建立仿真模型，并將Fuzzy Logic Controller模塊的參數(shù)設(shè)定為fuzzypid．fis，就建立了系統(tǒng)的模糊PID參數(shù)自調(diào)整系統(tǒng)。
設(shè)被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為
建立系統(tǒng)的SIMULINK模型如圖5所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/162201.htm
設(shè)定PID參數(shù)的初始值分別為kp=0．35，ki=0．0，kd=1，并在第0．32s時(shí)加上數(shù)值為1的強(qiáng)干擾，采用模糊自適應(yīng)PID控制的階躍響應(yīng)如圖6所示。
從仿真結(jié)果可以看出，模糊自適應(yīng)PID控制器系統(tǒng)具有良好的快速性和穩(wěn)態(tài)控制精度，并且抗干擾能力強(qiáng)。在常規(guī)PID算法的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算當(dāng)前系統(tǒng)誤差e和誤差變化率ec，應(yīng)用模糊控制推理系統(tǒng)，查詢模糊矩陣表對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，在動(dòng)態(tài)過(guò)程中改變PID的參數(shù)，較好地發(fā)揮了兩種控制方式的優(yōu)點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的控制質(zhì)量。同時(shí)，在系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以看出應(yīng)用SIMULINK仿真軟件的方便之處，仿真簡(jiǎn)單、速度快，而且模糊控制規(guī)則以及系統(tǒng)的論域、隸屬度函數(shù)調(diào)整方便，容易實(shí)現(xiàn)。
4 結(jié)語(yǔ)
采用模糊自適應(yīng)PID控制算法，系統(tǒng)的響應(yīng)速度加快，控制精度提高，穩(wěn)態(tài)性能變好，而且?guī)缀鯖](méi)有超調(diào)和震蕩，魯棒性好。這是單純的PID控制難以實(shí)現(xiàn)的，而且采用模糊PID控制的顯著特點(diǎn)是在同樣精度要求下，系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程時(shí)間變短，靈敏度提高，這些具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
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