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1、哈尔滨商业大学毕业设计（论文）基于Simulink的模糊PID控制器设计与实现学 生 姓 名 指 导 教 师 李 晖 专 业 电子信息工程 学 院 计算机与信息工程学院 二一四 年 六 月 七 日Graduation Project (Thesis)Harbin University of CommerceThe Design and Realization of Fuzzy-PID Controller Based on SimulinkStudent Supervisor Li Hui Specialty Electronic Information Engineering School
2、Computer and Information Engineering 2014-6-7毕业设计（论文）任务书姓名：学院：计算机与信息工程学院班级：10-1专业：电子信息工程毕业设计（论文）题目：基于Simulink的模糊PID控制器设计与实现立题目的和意义：所谓的模糊PID控制器，即利用模糊逻辑算法并根据一定的模糊规则对PID控制的比例、积分、微分系数进行实时优化，以达到较为理想的控制效果。Simlink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境，由于其具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，现已被广泛应用于控制理论和数字
3、信号处理的复杂仿真和设计，因此利用MATLAB开发环境Simulink工具实现模糊PID控制器的设计具有较大的研究意义。技术要求与工作计划：1 查阅资料，了解国内外相关技术和产品的发展过程和现状；2 学习模糊PID控制算法；3 了解PID控制技术以及模糊控制技术；4 了解模糊PID控制器基本原理；5 掌握Simulink的使用方法；时间安排：2014年3月01日-2014年3月22日 毕业实习和搜集资料2014年3月22日-2014年4月09日 学习模糊PID控制算法2014年4月10日-2014年4月28日 熟悉MATLAB/Simulink使用方法2014年4月29日-2014年5月10日
4、 设计模糊PID控制器2014年5月10日-2014年5月24日 撰写论文2014年6月05日-2014年6月06日 准备答辩指导教师要求：(1) 搜集、查阅资料，认真学习相关知识；(2) 了解PID控制技术和模糊控制技术的发展现状；(3) 了解模糊控制技术的原理；(4) 发挥团队精神；(5) 利用Simulink工具箱针对不同控制对象进行仿真研究；(6) 熟练掌握Simulink工具箱的使用，了解Matlab开发环境；（签字） 年 月 日教研室主任意见：（签字） 年 月 日院长意见：（签字） 年 月 日毕业设计（论文）审阅评语一、指导教师评语：指导教师签字：年 月 日毕业设计（论文）审阅评语
5、二、评阅人评语：评阅人签字：年 月 日毕业设计（论文）答辩评语三、答辩委员会评语：四、毕业设计（论文）成绩：专业答辩组负责人签字：年 月 日五、答辩委员会主任签章答辩委员会主任单位： （签章） 答辩委员会主任职称： 答辩委员会主任签字： 年 月 日哈尔滨商业大学毕业设计（论文）摘 要科学技术和人工智能的不断发展，促使自动控制向智能控制的方向发展，作为一种新的控制技术，智能控制已经在越来越多的控制领域得到了广泛的应用。PID控制是最为传统的一种控制技术，自18世纪引入控制领域以来，一直保持着它在工业工程控制的主导地位，被誉为控制领域的常青树，据统计工业控制的控制器中PID类控制器占90%以上。P
6、ID控制器是最早出现的控制器类型，因为其结构简单，各个控制器参数有着明显的物理意义，调整方便，所以这类控制器深受工程技术人员喜爱。模糊控制是以集合论、模糊语言变量与模糊逻辑推理为基础，以先验知识和专家经验为控制规则的一种智能控制技术。由于其可以从行为上摸你人的模糊推理和决策过程；不需要对象的数学模型既可以实现比较好的控制；可以实现非线性控制。在众多领域获得了成功的应用。关键词：PID控制；模糊控制；MATLAB/SIMULINK；模糊PID控制IIAbstractScience technology and artificial intelligences develop continuous
7、ly, which urge the automatic control toward the direction of development that intelligence control, being a kind of new control technique, the intelligence control has already got the extensive application in more and more control realms.The PID control is the most traditional control technique, whi
8、ch has been keeping predominant position at the industry process control since it was led into the control realm in 18 centuries, it was called the evergreen tree of the control realm. According to the covariance, PID controller has 90% above of the controllers in the industry control. To the engine
9、ering technical personnels fancy, for its structure is simple, each controller parameter has the obvious physics meaning, and adjusting is convenient.The fuzzy control, which is based on the gathering theory, fuzzy language parameters and fuzzy logic theories, with the control rule of checking knowl
10、edge and experts experiences, is a kind of intelligence control technique. The fuzzy control can imitate the persons faintness to reason logically and make policy from the behavior, can realize better control without the mathematics model of the object, can carry out no line control, so it has stron
11、g vitality.Keywords：PID Control, Fuzzy Control, MATLAB/SIMULINK, Fuzzy PID Control目 录摘 要IAbstractII1绪论11.1研究目的和意义11.2国内外研究现状11.3论文研究内容32PID控制和模糊控制理论概述52.1PID控制技术概述52.1.1 PID控制算法52.1.2 PID控制器组成62.1.3 PID控制特点82.2模糊控制技术概述92.2.1 模糊逻辑92.2.2 模糊控制算法102.3本章小结133模糊PID控制器设计143.1模糊PID控制器基本原理143.2模糊PID控制器结构设计16
12、3.3 本章小结194模糊PID控制器开发环境204.1Matlab开发环境简介204.2Simulink工具箱简介204.3本章小结215基于Simulink的模糊PID控制器仿真225.1Simulink仿真模块225.2仿真分析225.3本章小结23结 论24参考文献25致 谢26附 录27哈尔滨商业大学毕业设计（论文）1 绪论1.1 研究目的和意义现在越来越多的新型自动控制技术应用于实践，控制理论的发展也经历了经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。模糊全自动洗衣机是智能控制的典型实例。开环控制系统和闭环控制系统是自动控制系统的两大类。一个标准的控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口1。控制器的输出经过执行机构、接口加到被控系统上；控制系统的被控量是经过变送器、传感器通过输入接口送到控制器2。不一样的控制系统中传感器、变送器、执行机构是不一样的。例如压力控制系统是采用压力传感器的；电加热控制系统是采用温度传感器的。当前，PID控制以及控制器或智能PID控制器已经很多，已经得到了广泛的应用。例如：工业生产过程中，生产装置的温度、压力、流量、液位等工艺变量是要求维持在一定的数值上，或者按照一定的规律变化，从而满足生产工
