周海涛，周建华，杭小宇

（扬州大学 机械工程学院，江苏 扬州 225127）

0 引言

传统的PID控制在时域响应速度、参数的自整定以及时变、非线性等方面存在着不足，对于大多数被控对象而言，只要系统的参数整定达到一定的要求，系统基本可以实现无差控制，即稳定性良好。但在动态特性控制时，传统PID的自适应能力较差，当系统的控制参数发生变化时，传统的PID控制会产生很大的调整变化，在此过程中可能引起系统特性变弱，甚至导致其严重不稳定。为了实现控制器参数的自整定功能，使其具有良好的自适应能力，本文设计了自适应模糊PID控制器。

1 PID控制原理

PID控制主要由比例环节、积分环节和微分环节组成，通过各环节的调节器对理想输出r（t）与实际输出y（t）之差进行运算调节，使执行机构达到按预定输入量运动的目的。传统PID控制系统原理框图如图1所示。

图1 传统PID控制原理框图

给定值r（t）与实际输出值y（t）构成的控制偏差为：

对控制偏差的相关环节按照一定的线性组合，从

而可有效地控制被控对象。PID控制的控制规律为：

其中：Kp为比例系数；Ki为积分系数；Kd为微分系数。

2 模糊控制原理

在实际应用中，有时很难对被控制对象建立精确的数学模型，后来人们将积累的人工控制经验利用一系列的条件语句来描述，这就是控制规则；另外，利用设定的模糊语言变量以及逻辑推理结构，将形成的模糊控制转换成数值运算。

一般的模糊控制系统由模糊数据库、模糊规则库和推理机组成。……