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1、基于S函数的模糊整定PID控制器的设计及仿真IX自动化技术与应用》2007年第26卷第2期m业控制与应用ndustryControlandApplications基于S函数的模糊整定PID控制器的设计及仿真李娟(四北第二民族学院设计艺术系,宁夏银/II750021)摘要:针对工业过程控制屮被控对彖往往为非线性，时变系统,常规的PID控制对于这样的系统的控制效果不是很理想，提岀了模糊整定PID控制算法，并且在Matlab下利用S函数实现了模糊整定PID控制器的设计及仿真，并将该方法用于激光晶体生长系统的直径调节器中，结果表明，该系统对纯滞后，参数时变的激光晶体生长系统有很好的控制作用.关键词:S
2、函数;模糊控制;PID控制中图分类号:TP273.4文献标识码:A文章编号:10037241(2007)02002604DesignandSimulationofaFuzzyTuningPIDControllerwithS.functionsLlJuan(DepartmentofDesign&Ait,TheSecondNorthwestUniversityForMinorities，Y'mchuan750021,China)Abstract:ThispaperintroducesafuzzytuningPIDcontrollerdesignedbyusingS・FunctioninMa
3、lab.Thecontorllerisusedfordiametercontroloflasercrystalgrowthsystem.ExperimentshowsthatthemethodissuitableforthesystemwithnonlineaGgreatinertia.purehysteresisandtime一varyingcharacteristics.KeyWords:S-function;fuzzycontrol;PIDcontroller1引言工业过程控制中，被控对象往往为非线性，吋变系统，常规的PID控制对于这样的系统的控制效果不是很理想.这是因为常规PID不能根
4、据现场盼隋况进行在线自我调节参数.而模糊控制具有鲁棒I生强和不需要被控对象精确数学模型的优点.因此，将模糊控制和P【【&g；控制两种算法相结合，构成模糊整定P【【>控制器,如图1所示.本文在Matlab下利用S函数实现了模糊整定PID控制器的设计及仿真，对于实际模糊整定P【【>控制器的设计具有很好的借鉴意义.图1模糊整定PID控制器收稿口期:2006—08—032模糊整定PID控制的基本原理由图1可见，模糊控制由常规PID控制部分和模糊推理两部分组成，模糊推理部分实质就是一个模糊控制器，只不过它的输入是偏差E和偏差变化率EC,输出是△KV,AKi,AKd.PID参数模糊自整定是找出
5、PID三个参数和偏差E,偏差变化ECZ间的模糊关系，在运行中通过不断检测E和EC,根据模糊控制原理来对3个参数进行修改，以满足不同E和EC时对控制参数的不同要求，从而使被控对象有良好的动,静性能【11.在PID控制中，因为AKv过大会使调节过程产生较大的超调，过小会影响静差与响应速度;ZKi主要消除静差，但过大的Al(i会导致积分饱和;AKd主要克服超调，但AKd过人会使调节过程加长,过小会使克服超调作用减弱•因此在调节过程初期,为了防止超调和积分饱和,AKv适当小一些,AKil置较小,AKd置较大;至调节过程中期，为了提高响应速度，因逐渐增大AKv和△](：,同时AKd保持中等偏小水平;至
6、调节过程后期，为了提高输岀精度，减小静差，并降低调节吋间,AKD应逐渐减小,加大,应进一步减小，由此，可得到AKp,Al(i,AKd模糊规则表1,表2,表3.利用这些＜AKD,AKi,AKd参数调整算式如下：工业控制与应用ndustryControlandApplications《自动化技术与应用》2007年第26卷第2期AKK{Ei,ECt},AKK十Ei,EC,AKKE「ECj式中,{E,E卜一误差E与误差变化率EC对应表中的值.表1AKD的模糊规则表HBNMHSZOPSPMPBHBPBPBPMPMPSZoZoNMPBPBPMPSPSZ0N8HSPMPMPMPSZoNSNSZOPMPM
7、PSZoNSNMNMPSPSPSZoNSNSNMNMPMPSZoNSNMNMNMNBPBZ0Z0NMNMNMNBNB表2AKi的模糊规则表AKEcHBNMHSZOPSPMPBHBNBNBNMNMNSZ0Z0NMNBNBNMNSNSZ0Z0HSNBPMNSNSZoPSPSZONMNMNSZoPSPMPMPSNMNSZoPSPSPMPBPMZ0Z0PSPSPMPBPBPBZ0Z0PMPMPMPBPB
