李春光,孙朝霞

(厦门理工学院计算机科学与技术系,福建厦门 361024)

模糊自适应PID控制方法研究与仿真

李春光,孙朝霞

(厦门理工学院计算机科学与技术系,福建厦门 361024)

对于非线性、时变性的系统来讲,传统PID控制难以达到满意效果。利用模糊推理的方法实现对PID参数的在线自动整定,并且在Matlab软件环境下进行了研究与仿真。仿真结果表明,参数自适应模糊PID控制能使系统控制响应快、控制稳定,且具备了良好的动态性能。

模糊自适应;PID控制;Matlab仿真

在许多实际的工业过程中,由于普遍存在的非线性、参数时变性和模型的不确定性,使得常规的PID控制难以取得预期的效果。而模糊控制对数学模型的依赖性弱,不需要建立过程的精确数学模型,只要把模糊规则以及评价指标、初始PID参数等作为知识存入知识库中,即可根据控制系统的实际情况,通过知识及模糊推理实现对PID参数的最佳调整。这样既实现了PID控制的高精度,又具有了灵活性和自适应性,是解决实际系统控制问题的有效途径。采用Matlab仿真器对模糊自整定PID参数控制系统进行仿真,可快速、方便地验证各种规则和参数的有效性。

1 模糊自适应PID控制方法的原理

过程控制中的常规PID控制算法具有计算量小、实时性好等优点[1]。如果针对控制过程建立了适当的数学模型,只要设置KP、KI、K D这几个控制参数,就可以实现PID控制的作用。但对于非线性、大延迟性等具有诸多不确定因素的系统,其控制效果欠佳。如果要应用于此类系统,则需根据不同工况对常规PID控制器的KP、KI、K D进行调整,也就是说,PID控制器要具有优良的自整定性才可以更好地运用于实际的工况。……