智能控制实验指导书

《智能控制实验指导书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《智能控制技术》实验指导书韦中利编写适用专业：自动化电气工程及其自动化江苏科技大学电子信息学院2011年3月8前言智能控制课程是自动化、电气工程及其自动化等专业的主要技术基础课。主要是通过本课程的学习，使学生了解智能控制的基本理论、智能控制系统的分析方法和工程应用，了解智能控制发展前沿动态等。为了使学生更好地理解和深刻地把握这些知识，并在此基础上训练和培养学生使用MATLAB的能力以及进行系统仿真的设计技能，设置了“模糊控制与传统PID控制的性能比较”以及“神经元自适应PID控制仿真研究”2个实验项目，2个皆为综合性实

2、验。模糊控制与传统PID控制的性能比较实验，主要通过本实验的学习，使学生了解传统PID控制、模糊控制等基本知识，掌握传统PID控制器设计、模糊控制器设计等知识，训练学生设计控制器的能力，培养他们利用MATLAB进行仿真的技能，为今后继续模糊控制理论研究以及控制仿真等学习奠定基础。神经元自适应PID控制仿真研究实验，主要是通过本实验的学习，使学生了解传统PID控制、神经元自适应控制等基本知识，掌握传统PID控制器设计、掌握基于二次型性能指标学习算法的单神经元自适应PID控制等知识，训练学生设计控制器的能力，培养他们利用M

3、ATLAB进行仿真的技能，为今后继续神经网络控制理论的研究以及控制仿真等学习奠定基础。8实验一：模糊控制与传统PID控制的性能比较实验学时：2实验类型：设计实验要求：必修一、实验目的通过本实验的学习，使学生了解传统PID控制、模糊控制等基本知识，掌握传统PID控制器设计、模糊控制器设计等知识，训练学生设计控制器的能力，培养他们利用MATLAB进行仿真的技能，为今后继续模糊控制理论研究以及控制仿真等学习奠定基础。二、实验内容本实验主要是设计一个典型环节的传统PID控制器以及模糊控制器，并对他们的控制性能进行比较。主要涉及

4、自控原理、计算机仿真、智能控制、模糊控制等知识。通常的工业过程可以等效成二阶系统加上一些典型的非线性环节，如死区、饱和、纯延迟等。这里，我们假设系统为：H(s)=20e0.02s/(1.6s2+4.4s+1)控制执行机构具有0.07的死区和0.7的饱和区，取样时间间隔T=0.01。设计系统的模糊控制，并与传统的PID控制的性能进行比较。三、实验原理、方法和手段1.实验原理：1)对典型二阶环节，根据传统PID控制，设计PID控制器，选择合适的PID控制器参数kp、ki、kd；2)根据模糊控制规则，编写模糊控制器。2.实验

5、方法和手段：1)在PID控制仿真中，经过仔细选择，我们取kp=5，ki=0.1，kd=0.001；2)在模糊控制仿真中，我们取ke=60，ki=0.01，kd=2.5，ku=0.8；3)模糊控制器的输出为：u=ku×fuzzy(ke×e,kd×e’)－ki×∫edt其中积分项用于消除控制系统的稳态误差。4)模糊控制规则如表1-1所示：在MATLAB程序中，Nd用于表示系统的纯延迟（Nd=td8/T）,umin用于表示控制的死区电平，umax用于表示饱和电平。当Nd=0时，表示系统不存在纯延迟。5)根据上述给定内容，编写

6、PID控制器、模糊控制器的MATLAB仿真程序，并记录仿真结果，对结果进行分析。表1-1FC的模糊推理规则表uee’NBNSZRPSPBNBPBPBPSPSZRNSPBPSPSZRZRZRPSPSZRZRNSPSPSZRZRNSNSPBZRZRNSNSNB四、实验组织运行要求根据本实验的综合性、设计性特点以及要求学生自主设计MATLAB仿真程序的要求以及我们实验室的具体实验条件，本实验采用以学生自主训练为主的开放模式组织教学。五、实验条件1.装有MATLAB6.5的计算机；2.智能控制技术教材；3.模糊控制教材；4.智

7、能控制技术实验指导书。六、实验步骤1.学生熟悉实验内容，并根据实验内容、实验要求，查阅、学习相关知识；2.设计典型二阶环节的PID控制器以及模糊控制器；3.编写MATLAB仿真程序4.上机调试程序，修改程序修改控制器的参数等；85.对实验程序仿真，并记录仿真结果；6.对实验结果进行分析，书写实验报告书。七、思考题1.模糊控制器的控制性能是否一定优于传统PID控制器？2.如果选用模糊控制工具箱，如何进行设计、仿真？八、实验报告实验报告书应包括以下内容1.实验预习内容：对本次实验进行认真的预习，并写好预习报告，在预习报告中

8、要写出实验目的、要求，需要用到的仪器设备、物品资料以及简要的实验步骤，形成一个操作提纲；写出模糊控制器传统PID控制器的设计过程，写出MATLAB实验程序的编写。2.实验记录内容：开始实验时，应该将记录本放在近旁，将实验中所做的每一步操作、观察到的现象和所测得的数据及相关条件如实地记录下来；写出实验调试以及参数修改的过程，并记录实