基于Matlab的恒温箱温度控制系统设计与仿真(6)

2019-08-01 23:23

模糊控制器的核心是“IF...THEN...”形式的模糊控制规则,控制规则的选取直接关系到系统控制性能的优劣,是设计的关键。PID参数的调整必须考虑到不同时刻3个参数的作用以及相互之间的互联关系。根据已有的控制系统设计经验以及参数KP、Ti和Td对系统输出特性的影响关系,归纳出在一般情况下,在不同的E和EC时,被控过程对参数KP、KiTi和KdTd的自调整规则如下:

(1)当E较大时,为加快系统响应速度并防止起始偏差E瞬间变大可能引起微分过饱和,而使控制作用超出许可范围,应取较大的KP和较小的Td;同时,为避免系统因积分饱和所引起的较大超调,应对积分作用加以限制,通常取Ti=0。

(2)当E和EC为中等大小时,为使系统响应的超调较小,KP应取得小一些。在这种情况下,Td的取值对系统的影响较大,要取适当的Ti和Td。

(3当E较小时,为使系统具有良好的稳态性能,应增加Ti和Td的值;同时,为了避免系统在设定值附近振荡,并考虑系统的干扰性能,应适当地选取Td的值,其原则是:当EC较小时,Td可取得大些,通常取为中等大小;当EC较大时,Td应取小些[17]。

根据上述分析同时考虑三个参数之间的相互影响,建立控制规则,KP,

Ti,Td与E,EC的模糊关系分别如表4,表5,表6所示:

表4 KP与E和EC的模糊关系

24

EC KP E NL NM NS ZE PS PM PL NL NM NS ZE PS PM PL PL PL PM PM PS ZE ZE PL PL PM PS PS ZE NS PM PM PM PS ZE NS NS

PM PM PS ZE NS NM NM PS PS ZE NS NS NM NM PS ZE NS NM NM NM NL ZE ZE NM NM NM NL NL 表5 Ti与E和EC的模糊关系

EC Ti E NL

NL NM NS ZE PS PM PL NL NL NL 25

NM NM ZE PL

NM NS ZE PS PM PL

NL NM NM NS ZE ZE NL NM NS NS ZE ZE NM NS NS ZE PS PS NM NS ZE PS PM PM NS ZE PS PS PM PL ZE PS PS PS PM PL ZE PS PM PM PL PL 表6 Td与E和EC的模糊关系

EC Td E NL NM NS ZE PS PM PL PL NS NL NL NL NM PS PS NS NL NM NM NS ZE ZE NS NM NM NS NS ZE ZE NS NS NS NS NS ZE ZE ZE ZE ZE ZE ZE ZE PL PS PS PS PS PS PL PL PM PM PM PS PS PL NL NM NS ZE PS PM PL 4.2.3模糊推理及模糊决策

26

(1)根据控制规则表编写对应的模糊推理语句; (2)模糊推理,利用Mamdani推理法进行推理; (3)利用重心法进行模糊决策,计算式为:

z0?i?1?uc?zi??zii?1n?uc?zi?n,其中uc?zi?是加权系数 。

根据各模糊子集的隶属度赋值表和各参数模糊控制模型,应用模糊合成推理设计PID参数的模糊矩阵表,查出修正参数代入下式计算:

kp?k'p??Ei,ECi?p

Ti?Ti'??Ei,ECi?i

Td?Td'??Ed,ECd?d

式中:kp,Ti,Td 为PID三个控制参数的取值。

在线运行过程中,控制系统通过对模糊逻辑规则的结果进行处理、查表和运算,完成PID控制法的自校正,使控制器达到最优。

4.3模糊PID控制的仿真

参考文献

27

[1] 宋子巍,陈思忠,杨林 《模糊PID控制的MATlAB仿真分析》,北京:北京理工大学 [2] 李正军 《计算机控制系统》,北京:机械工业出版社,2005.1

[3] 愈瑞钊,史济建 《人工智能原理与技术》,浙江:浙江大学出版社,1993 [4] 张志杰 《燃煤锅炉模糊PID控制算法研究与引用》,大庆石油学院 [5] 杨红,陈颖 《基于模糊PID控制算法的温控系统设计》,广西师范大学学报,2004.8 [6] 李洪兴,王加银,苗志宏 《模糊控制系统的建模》,中国科学,A辑,2002 [7] 楼世博,孙章,陈化成 《模糊数学》,科学出版社,1982

[8] 李少远,王景成 《智能控制》,北京:机械工业出版社,2005.1

[9] 屠乃威,付华,阎馨 《参数自适应模糊PID控制器在温度控制系统中的应用》,辽宁工程技术大学

[10] 耿瑞 《基于MATLAB的自适应模糊PID控制系统计算机仿真》,哈尔滨,载《信息技术学报》,2006第1期

[11] 刘金琨 《先进PID控制及其MATLAB仿真》,北京:电子工业出版社,2003

28

答 谢

在论文完成之际,我要向所有关心过我和帮助过我的老师和同学致以最真挚的谢意。首先要感谢的是王彩霞老师,王老师平日里工作繁多,但在我做毕业设计的每个阶段都给予了我细心的指导。王老师精深的专业水平和严谨的治学态度是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。

在我的论文完成过程中,我宿舍的同学在学习上和生活上给了我很大的帮助,在此要向他们表示感谢。和我一组的同学在我写论文的过程中,通过讨论和交流给了我很大的帮助,我也要向他们表示感谢。

我还要感谢四年来为我传道授业解惑的各位任课老师,他们的教导让我终生受益。另外,十分感谢西北民族大学和电气工程学院给了我这么好的学习机会。

29


基于Matlab的恒温箱温度控制系统设计与仿真(6).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:奥尔夫音乐教育理念及其特点

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: