模糊自適應(yīng)PID控制

從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等各方面來(lái)考慮，

微分作用系數(shù)

一般來(lái)說(shuō)：

(1)當(dāng)

(2)當(dāng)

(3)當(dāng)

另外主要還得根據(jù)系統(tǒng)本身的特性來(lái)制定規(guī)則 。

用于參數(shù)調(diào)整的模糊控制器采用二輸入三輸出的形式，該控制器是以誤差

根據(jù)各模糊子集的隸屬度賦值表和各參數(shù)模糊控制模型，應(yīng)用模糊合成推理設(shè)計(jì)分?jǐn)?shù)階PID參數(shù)的模糊矩陣表，算出參數(shù)代入下列公式計(jì)算：

式中：

PID控制有著原理簡(jiǎn)單，使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)具有制時(shí)精度低、抗干擾能力差等缺點(diǎn)，模糊自適應(yīng)PID控制是在PID算法的基礎(chǔ)上，以誤差

PID控制是一種線性控制，它根據(jù)該定值

連續(xù)情況

離散情況

模糊自適應(yīng)PID控制，以誤差

首先利用FIS圖形窗口創(chuàng)建1個(gè)兩輸入（

一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)仿真結(jié)果可以得出，在對(duì)三階線性系統(tǒng)的控制中，利用穩(wěn)定邊界法進(jìn)行參數(shù)整定的經(jīng)典PID控制的超調(diào)量比模糊自適應(yīng)PID控制的超調(diào)量要大，但模糊PID控制存在一定的穩(wěn)態(tài)誤差。模糊控制用模糊集合和模糊概念描述過(guò)程系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，根據(jù)模糊集和模糊邏輯來(lái)做出控制決策，它在解決復(fù)雜控制問(wèn)題方面有很大的潛力，可以動(dòng)態(tài)地適應(yīng)外界環(huán)境的變化。2100433B

自適應(yīng)PID控制吸收了自適應(yīng)控制與常規(guī)PID控制器兩者的優(yōu)點(diǎn)。

首先，它是自適應(yīng)控制器，就是說(shuō)它有自動(dòng)辨識(shí)被控過(guò)程參數(shù)、自動(dòng)整定控制器參數(shù)、能夠適應(yīng)被控過(guò)程參數(shù)的變化等一系列優(yōu)點(diǎn)；

其次，它又具有常規(guī)PID控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、魯棒性好、可靠性高、為現(xiàn)場(chǎng)工作人員和設(shè)計(jì)工程師們所熟悉的優(yōu)點(diǎn)。自適應(yīng)PID控制具有的這兩大優(yōu)勢(shì)，使得它成為過(guò)程控制的一種較理想的自動(dòng)化裝置，成為人們競(jìng)相研究的對(duì)象和自適應(yīng)控制發(fā)展的一個(gè)方向。 2100433B

最常用的自適應(yīng)控制算法有：最小方差自適應(yīng)PID控制、極點(diǎn)配置自適應(yīng)PID控制和零極點(diǎn)對(duì)消的自適應(yīng)PID控制。

最小方差自適應(yīng)PID控制的基本思想是：在每個(gè)采樣周期，以系統(tǒng)偏差的最小方差極小化為性能指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)品質(zhì)評(píng)價(jià)，通過(guò)引入在線辨識(shí)的最小二乘算法估計(jì)未知過(guò)程參數(shù)，依此來(lái)計(jì)算各采樣時(shí)刻的自適應(yīng)PID控制量u(t)。

極點(diǎn)配置自適應(yīng)PID控制的基本思想是：按照某種優(yōu)化策略選擇期望閉環(huán)極點(diǎn)分布，在每個(gè)采樣周期，通過(guò)加權(quán)遞推最小二乘法顯式地估計(jì)過(guò)程參數(shù)，并結(jié)合PID控制規(guī)律，求得含未知參數(shù)q0、q1和q2的系統(tǒng)閉環(huán)方程，然后利用系統(tǒng)特征多項(xiàng)式與期望特征多項(xiàng)式的恒等關(guān)系即可在線求得PID控制參數(shù)，進(jìn)而求得各時(shí)刻控制器輸出u(t)。

零極點(diǎn)對(duì)消自適應(yīng)PID控制的基本思想是：當(dāng)被控過(guò)程參數(shù)未知時(shí)，在每個(gè)采樣周期，利用加權(quán)遞推最小二乘算法顯式地辨識(shí)過(guò)程模型，在以PID控制器傳遞函數(shù)中的零極點(diǎn)對(duì)消被控過(guò)程傳遞函數(shù)中的部分極零點(diǎn)，由此計(jì)算出各時(shí)刻的PID控制量，以使得閉環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行于良好的工作過(guò)程。

除上述外，還有其他自適應(yīng)PID控制算法。

通過(guò)比較，模糊自整定PID控制器優(yōu)勢(shì)如下：

（1）模糊自整定PID控制器的參數(shù)調(diào)整較快。從系統(tǒng)響應(yīng)上看，其穩(wěn)態(tài)響應(yīng)過(guò)程比常規(guī)PID控制器快。

（2）通過(guò)比較可知，模糊自整定PID控制器能有效地抑制隨機(jī)干擾，能及時(shí)對(duì)PID控制器的參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整，并以比常規(guī)PID控制器更小的誤差和更快的速度重新進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)，它的抗干擾特性要優(yōu)于常規(guī)PID控制器。

模糊自整定PID控制器具有方法簡(jiǎn)便、調(diào)整靈活、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。仿真結(jié)果表明，模糊自整定PID控制器在線參數(shù)自整定能力強(qiáng)，對(duì)抑制干擾和噪聲是有效的，能提高控制系統(tǒng)的品質(zhì)，具有較強(qiáng)的自適應(yīng)能力和較好的魯棒性。2100433B