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《基于内模控制的模糊pid参数的整定外文文献翻译【完》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、毕业设计（论文）外文文献译文及原文基于内模控制的模糊PID参数的整定Xiao-GangDuan,Han-XiongLi,andHuaDengSchoolofMechanicalandElectricalEngineering,CentralSouthUniVersity,Changsha410083,China,andDepartmentofManufacturingEngineeringandEngineeringManagement,CityUniVersityofHongKong,HongKong摘要:在本文中将利用内模控制的整
2、定方法实现模糊PID控制。此种控制方式首次应用于模糊PID控制器，它包括一个线性PID控制器和非线性补偿部分。非线性补偿部分可视为一个干扰过程，模糊PID控制器的参数可在分析的基础上确定内模结构。模糊PID控制系统利用李亚谱诺夫稳定性理论进行稳定性分析。仿真结果表明利用内模控制整定模糊PID控制参数是有效的。1引言一般而言，传统的PID控制器对于十分复杂的被控对象控制效果不太理想,如高阶时滞系统。在这种复杂的环境下,众所周知,模糊控制器由于其固有的鲁棒性可以有更好的表现，因此，在过去30年中，模糊控制器，特别是,模糊PID控制器因其对
3、于线性系统和非线性系统都能进行简单和有效的控制，已被广泛用于工业生产过程[1-4]。模糊PID控制器有多种形式[5],如单输入模糊PID控制器,双输入模糊PID控制器和三个输入的模糊PID控制器。一般情况下，没有统一的标准。单输入可能会丢失派生信息,三输入模糊PID控制器会产生按指数增长的规则。在本文中所采用的双输入模糊PID控制器有一个适当的结构并且实用性强，因此在各种研究和应用中,是最流行的模糊PID类型。尽管业界对于应用模糊PID有越来越大的兴趣，但从控制工程的主流社会的角度来看,它仍然是一个极具争议的话题。原因之一是模糊PID
4、参数整定的基本理论分析方法至今仍不明确。因此，模糊PID控制器不得不进行两个级别的整定。在较低层次上，该整定是由调整增益获得线性控制性能。在更高层次上的调整，是由改变知识库参数以提高控制性能,然而调整知识库参数很难,此外，很难通过改变参数特性改善瞬态响应。根据知识库传达一般控制规则倾向于保持成员函数不变，通过离线设计和调试工作扩大增益，然而，由于由模糊PID控制器生成非线性控制表面的复杂性，调整机制的衡量因素和稳定性分析仍然是艰巨的任务。如果非线性能得到适当的利用，模糊PID控制器可能得到比传统PID控制器更好的系统性能。一些非常规的
5、调整方法已进行了介绍[9-12]。虽然非线性被认为是在增益裕度和相位裕度基础上获得的，但是由于非线性因素，模糊PID控制器可能会产生比常规PID控制器较高的增益。而高增益可能使控制系统的稳定性变差[。16常规PID控制器很容易实现，大量的整定规则可以涵盖广泛的进程规格。在常规PID控制器的整定方法中，内模控制基础整定是在商业PID控制软件包中流行的方法之一，因为只需调整一个参数，便可以生产更好的设置点响应[15]。本文提出了一种基于内模控制的PID控制器的整定分析方法，模糊PID控制器可分解为线性PID控制器加上非线性补偿部分的控制器
6、。把非线性补偿部分近似看作一个过程干扰，模糊PID参数就可以分析设计使用内模控制。模糊PID控制器的稳定性分析是根据李亚谱诺夫稳定性理论。最后，通过仿真来证明此种调整方法是有效的。2问题的提出2.1常规PID控制器常规PID控制器通常被描述为下列方程[8-10]：=（1）其中E是跟踪误差，kp是比例增益，ki是积分增益，kd是微分增益，Ti和TD分别是积分时间常数和微分时间常数，这些控制参数的关系是KI=KP/Ti和KD=KPTd。PID控制器的传递函数可以表示如下：（2）在根轨迹中，PID控制器有两个零点和,一个极点是原点。条件是两
7、个零点满足大于4。CP+udey+_y~~r—图1内模控制配置图(a)+yedu·rP_16图2内模控制配置图(b)2.2内模控制原则基本的内模控制原则如图1所示，其中P是被控对象，P˜是名义上的模型对象，C是控制器，r和d是设置点和干扰，y和yk分别是被控对象的输出和模型对象的输出。内模控制结构相当于古典单闭环反馈控制器如图1（b）所示，如果单闭环控制器如下：（3）及（4）其中(s)是被控模型的最小相位部分，包含任何时间延迟和右零点，f(s)是一个低通滤波器，一般形式是：（5）调整参数tc是理想闭环时间常数n是一个待定的正整数。Ki
8、KdRuleBasesERu图3模糊PID控制器结构2.3模糊PID控制器模型模糊PID控制器如图2所示，形式为：及（6）是一种非线性的时间变量参数(),A和B分别是每个输入和输出的成员函数一半的外延。模糊PID控制实际
