一种模糊pid自整定控制器的研究

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1、摘要对于高阶、时变、非线性等复杂工业过程，传统的PID控制通常达不到理想的控制效果，而模糊控制器，由于其具有鲁棒性强的优点，对于此类工业过程通常有较好的控制效果。近年来，模糊控制器，特别是模糊PID控制器由于其具有结构相对简单、可解析等优点，在工业界得到了越来越广泛的应用。但模糊PID在应用上依然存在不便之处，原因之一是缺少解析的参数整定方法，这也限制了它的进一步推广。因此，研究模糊PID控制器的自整定方法，对于推广模糊PID控制器的工业应用有着重要意义。其整定思想是将成熟的PID自整定理论拓展到模糊PI

2、D控制器的自整定。其过程是：先采用常规的系统辨识方法对被控对象进行辨识，得到该过程的低阶时滞模型，再基于该模型整定模糊PID的参数。而原模糊PID控制器的模型不便于直接进行参数整定，在这里对原模型进行进一步的推导，得到新的解析模型，该模型包括线性部分和非线性部分，最后根据分析把非线性部分看作过程扰动，这样，模糊PID的参数整定便转化为线性PID的参数整定。这里，将传统PID整定中的增益与相位裕度的方法和基于内模控制的整定方法用于模糊PID控制器的参数整定。最后，对整个系统的稳定性采用李雅普诺夫方法进行分析

3、。在仿真实例中，分别对二阶时滞系统、高阶系统以及非线性系统进行了仿真，结果证明了该模糊PID自整定方法的有效性。在硬件方面，采用TI公司的F2812DSP作为核心，建立了模糊PID控制器，并采用运算放大器搭建常见的传递函数，同时采用CCS(DSP调试工具)和MATLAB联合调试的方式进行了控制实验，结果也表明该控制器是有效的。关键词：模糊PID，自整定，辨识，DSPAbstractGenerallyspeaking，conventionalPIDcontrollersmaynotperformwellfo

4、rthecomplexprocess．suchasthehigh．orderandtimedelaysystems．Underthiscomplexenvironment．itiSwell．knownthatthefuzzycontrollercanhaveabeaerperformanceduetoitsinherentrobustness．Thus，overthepastthreedecades，fuzzycontrollers，especially,fuzzyproportionalintegral

5、derivative(PID)controllershavebeenwidelyusedforindustrialprocessesduetotheirheuristicnaturesassociatedwithsimplicityandeffectivenessforbothlinearandnonlinearsystems．DespitethefactthatindustryshowsgreaterandgreaterinterestintheapplicationsoffuzzyPID．itiSst

6、illahighlycontroversialtopicfromthepointofviewofmainstreamcontr01engineeringcommunity．OnereasoniSthatthefundamentaltheoryfortheanalyticaltuningmethodsoffuzzyPIDiSstillmissing．resultinginitsfurtherapplication．resultinginitslimitationoffurtherapplication．In

7、ordertoextendapplicationoffuzzyPIDcontrollers，someauto．tuningmethodsareproposedinthisstudy．TraditionalPIDtuningmethodscanbeintroducedtotunefuzzyPIDcontrollers．Theprocessofauto．tuning：firstly,usingtheconventionalmethodtofoundalow-orderplustimedelaymodel，th

8、entuningtheparametersbasedonthismodel．duetotheoriginalmodelisnoteasytotuneparametersdirectly,SOtheoriginalmodelisderivedintoanewanalyticalmodel．whichincludelinearitemandnonlinearitem．basedonananalysisofthenonlineari