高宇轩，陈东华，李梦洁

(1.哈尔滨商业大学轻工学院，黑龙江哈尔滨，150028；2.内蒙古电力(集团)有限责任公司，内蒙古锡林郭勒，027300)

1 前言

柔性手指系统由于气体的可压缩性、硅胶材料的非线性等，是一个高度非线性、强耦合的时变系统，通过数学理论和几何分析得到的数学模型不是十分精确[1]。在控制方法选择上面，使用最多最简单的线性控制方法对该系统的控制效果不能达到预期[2]。所以选择使用模糊PID控制方法对柔性手指进行的弯曲角度进行控制，使用模糊控制调节PID控制器参数，来实现PID参数随手指弯曲角度值与期望值之间的误差进行调节，提高对柔性手指弯曲角度的控制精度[3]。

针对气动柔性手指系统，设计了一种模糊PID控制器，并利用COMSOL和Simulink进行联合仿真，将模糊PID控制器与传统PID控制器控制效果进行对比，对仿真结果进行分析。

2 模糊PID控制

传统PID控制器是线性控制器，应用领域广泛，但对于复杂非线性系统来说，PID控制器的控制效果不尽如人意。如果PID的控制参数可以根据系统的变化进行动态调整，选择对于系统当前情况来说最优的控制器参数，那么系统的响应就会一直保持在良好的状态，达到预期的控制效果[4]。模糊PID就是通过模糊控制实时对PID参数进行调整，实现参数的自整定，来使系统响应达到最佳[5]。

3 模糊PID控制设计

模糊PID控制器设计过程为：首先，将系统输出与期望值的偏差e和偏差变化率ec进行模糊化；其次，将人对被控对象的控制经验输入给计算机，设计模糊规则，再根据模糊规则得到输入所对应的输出；……