《模糊规则的PID控制器设计 (1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模糊规则的PID控制器设计 (1)（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 I模糊自整定PID 控制器设计及仿真分析摘 要针对常规PID 控制不具有自适应能力，对于时变、非线性系统控制效果不佳。提出了将模糊技术与PID 控制相结合的控制方式，设计出各种模糊控制器。论文的主要内容包括：1.介绍模糊控制技术的背景和重大意义 ，了解常规PID 控制中的优点与缺点。2.了解模糊控制的数学基础。例如：模糊集合的定义、模糊语言、模糊推理、模糊变量的隶属函数、论域、量化因子、比例因子等。3.掌握MATLAB 中模糊工具箱、SIMULINK 的使用及模糊控制器的设计方法，对于不同的控制系统设计出对应的模糊控制器的规则。4.对混合式模糊PID 控制器、开关式模糊PID 控制器、自整定
2、模糊PID 控制器进行SIMULINK 仿真。MATLAB 中模糊逻辑控制工具箱设计模糊控制器灵活、方便、可观性强，并可在SIMULINK 环境中非常直观地构建各种复杂的模糊PID 控制系统。仿真结果表明，模糊PID 控制具有控制灵活、超调小、响应快和适应性能强的优点 。关键词：模糊PID 控制；MATLAB 仿真；SIMULINKIIFuzzy Adaptive PID Controller Design and SimulationAnalysisAbstractTo the conventional PID control dont have self-adaptive ,the con
3、trol effect of time-varing and nonlinearity, We have already take the control method that combine fuzzy technology with PID control, and design various the fuzzy controller. The main contents of thesis is that: 1. Introduce the fuzzy control technologys background and great significance, understandi
4、ng the advantages and disadvantages of the conventional PID control.2. Understanding the mathematical basis of the fuzzy control, such as: the definition of fuzzy set, fuzzy language, fuzzy inference, membership function of fuzzy variables, treatise domain, quantifiable factor, scale factor and so o
5、n . 3. Master the use of the fuzzy toolbox, SIMULINK at MATLAB and the design of the fuzzy controller for different control system design the rules of the different fuzzy controller correspondingly.4. Carry out SIMULINK simulation for the hybrid fuzzy controller, the switch fuzzy controller, and sel
6、f-fuzzy controller. When a fuzzy logic control toolbox design fuzzy controller, it is very flexible、convenient and great observability in MATLAB, and it can construct various complex fuzzy PID control system directly in SIMULINK environment. The simulation IIIresults show that the fuzzy PID control
7、have advantages of flexible control, small overshoot, fast response and strong adaption.Key words：Fuzzy PID control；MATLAB simulation；SIMULINK- IV -目 录摘 要 .IAbstract .II第1 章 绪论 .11.1 课题的研究背景及意义.11.2 PID 控制的特点.21.3 模糊控制技术概述.3第2 章 模糊控制理论 .62.1 模糊集合定义.62.2 模糊语言.62.3 模糊变量的隶属函数.82.4 模糊推理系统的数据结构管理函数介绍 .82
8、.5 论域、量化因子、比例因子的选择 .112.5.1 论域及基本论域.112.5.2 量化因子及比例因子.12第3 章 基于MATLAB 的模糊控制器的设计内容.143.1 模糊控制器概述.143.2 模糊控制器设计所包括的内容 .143.3 模糊控制器的结构设计.153.4 模糊控制器规则的设计.153.5 精确量的模糊化.173.6 模糊推理及其模糊量去模糊化方法 .183.7 模糊控制规则表.18- V -第4 章 PID 控制器.204.1 PID 的概述.204.2 PID 控制的基本理论.204.3 模糊 PID 控制.23第5 章 MATLAB 仿真.255.1 MATLAB
9、简介 .255.2 模糊控制器的设计.255.2.1 模糊控制器原理图.255.2.2 控制系统的SIMULINK 实现.265.2.3 MATLAB 仿真 .295.3 混合式模糊PID 控制器设计.295.3.1 控制系统原理图.295.3.2 控制系统的SIMULINK 实现.305.3.3 MATLAB 仿真 .305.4 开关式模糊PID 控制器设计.315.4.1 控制系统原理图.315.4.2 控制系统的SIMULINK 仿真.325.4.3 MATLAB 仿真 .325.5 自整定模糊PID 控制器设计.335.5.1 控制系统的原理图.335.5.2 控制系统的SIMULIN
10、K 实现.345.5.3 MATLAB 仿真 .39结 论 .40参考文献 .41- 1 -第1 章 绪论1.1 课题的研究背景及意义现代控制系统，规模越来越大，系统越来越复杂，用传统的控制理论方法已不能满足控制的要求。智能控制是在经典控制理论和现代控制理论的基础上发展起来的，是控制理论、人工智能和计算机科学相结合的产物。智能控制主要分为模糊逻辑控制、神经网络控制和实时 专家系统。研究的主要目标不仅仅是被控对象，同时也包含控制器本身。模糊理论是在美国柏克莱加州大学电气工程系L.A.Zadeh 教授于1965 年创立的模糊集合理论的数学基础上发展起来的，主要包括模糊集合理论、模糊逻辑、模糊推理和模糊控制等方面内容。L.A.Zadeh 教授在1965 年发表的Fuzzy Set 论文中首次提出表达事物模糊性的重要概念隶属函数。模糊控制理论的
