基于 DSP 的電子負(fù)載：模糊自適應(yīng)整定 PID 控制策略

　　由隸屬函數(shù)表通過計(jì)算三角形的直線方程可以很方便的計(jì)算出各變量的隸屬函數(shù)表如下圖4.8所示。

　　表4.2所示。其中“B”表示任意的輸入、輸出變量。利用該隸屬函數(shù)表就可以直接求出已轉(zhuǎn)換到模糊論域中的輸入變量的模糊語言值。

　　規(guī)則庫的作用是用來存放全部模糊控制規(guī)則的，在進(jìn)行推理時(shí)為“推理機(jī)”提供控制規(guī)則。模糊控制器的規(guī)則庫是以專家知識(shí)和手動(dòng)操作人員長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，按照人的直覺推理所形成的一種語言表示形式。模糊規(guī)則一般由一系列的關(guān)聯(lián)詞連接而成，如if-then， else， also， end， or等，關(guān)聯(lián)詞必須經(jīng)過“翻譯”才能將模糊規(guī)則數(shù)值化。建立模糊控制規(guī)則時(shí)遵從以下幾點(diǎn)原則。

　　a.系統(tǒng)剛投入工作時(shí)，偏差e較大，為了提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，必須取較大的比例值，即模糊控制器輸出較大的K*P.同時(shí)，應(yīng)減小系統(tǒng)的微分作用，以防止系統(tǒng)的微分飽和，即模糊控制器輸出較小的K*i.

　　b. e*ec>0時(shí)。此時(shí)，偏差朝著絕對(duì)值增大的方向變化。當(dāng)系統(tǒng)處于跟隨狀態(tài)時(shí)(e與ec大小適中)，此時(shí)模糊控制器應(yīng)輸出較小的K*P，中等大小的K*i.若此時(shí)絕對(duì)偏差較大，應(yīng)增大比例值，減小積分作用，即對(duì)系統(tǒng)采取較強(qiáng)的控制措施，改變誤差的變化方向。若絕對(duì)偏差較小，說明系統(tǒng)的偏差不大，此時(shí)的控制的主要目的在于消除靜差，防止震蕩。因此，比例值取適中值，增強(qiáng)積分作用。

　　c. e*ec此時(shí)，偏差e與其變化率ec方向相反，說明系統(tǒng)偏差朝著絕對(duì)值減小的方向變化。當(dāng)絕對(duì)偏差較小時(shí)，減小比例值，消除靜差、防止超調(diào)使系統(tǒng)獲得良好的動(dòng)態(tài)性能。若絕對(duì)偏差較大，則應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)比例值，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。取較小的積分值以保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。

　　將以上的分析結(jié)果與電子負(fù)載控制系統(tǒng)的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，并用模糊語言描述就可以，形成下面K*P和K*i的模糊規(guī)則表，見表4.3和表4.4.

　　獲得了模糊控制規(guī)則表之后，通過馬丹妮模糊推理法及加權(quán)平均法(解模糊方法)在MATLAB中的模糊控制箱中可以直接求得模糊控制輸出查詢表，如表4.5所示。根據(jù)模糊合成推理設(shè)計(jì)PID參數(shù)的模糊矩陣表，DSP查表運(yùn)算對(duì)PID實(shí)施在線的調(diào)整。初始PI參數(shù)值設(shè)為K'P =0.6，K'I =2.7.本文只給出表4.5是K*P的模糊輸出響應(yīng)表，K*i的同時(shí)由MATLAB動(dòng)態(tài)仿真工具箱生成。

　　最終的

　　在MATLAB下利用編寫M語言對(duì)電子負(fù)載模型做階躍響應(yīng)和正弦跟蹤測(cè)試仿真4.9所示。