本科毕业论文--模糊自适应PID控制器及Simulink仿真

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1、模糊自适应PID控制器及Simulink仿真作者姓名专业电气工程及其自动化指导教师姓名专业技术职务山东轻工业学院本科毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导教师的指导下独立研究、撰写的成果。设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中加以说明，除此之外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。　　　　　　　　　　　　　　　　毕业设计（论文）作者签名：　　　　　　　　　　　　　　　　

2、　　　　　　　　　　　　　　　　2012年6月6日　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　山东轻工业学院关于毕业设计（论文）使用授权的说明本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留、送交设计（论文）的复印件，允许设计（论文）被查阅和借阅，学校可以公布设计（论文）的全部或部分内容，可以采用影印、扫描等复制手段保存本设计（论文）。指导教师签名：　　　　　　　　　毕业设计（论文）作者签名：　　　　　　　　　　　　　　年　　月　　日　　　　　　　　　2012年6月6日目录摘要1

3、ABSTRACT2第一章绪论11.1PID控制器的发展与应用11.2PID控制器参数设置中存在的问题21.3模糊自适应PID控制器发展研究现状21.4本文的主要工作3第二章PID控制原理简介42.1引言42.2PID控制原理42.3PID控制器系统概述52.3.1比例控制(P)72.3.2积分调节(I)72.3.3微分调节(D)8第三章PID控制器应用技术简介93.1数字PID控制算法原理93.2位置式PDI控制算法93.3控制规律的选择103.4PID控制器的参数整定11第四章模糊PID控制器及系统仿真114.1模糊自适应PID控制系统114.2常规PID和模

4、糊自适应PID控制系统的仿真比较124.3常规PID控制系统仿真124.4模糊自适应PID控制系统仿真144.5二者的比较164第五章总结184参考文献20致谢2144摘要随着工业生产的发展，于20世纪30年代，美国开始使用PID功调节器，它比直接作用式调节器具有更好的控制效果，因而很快得到了工业界的认可。至今，在所有生产过程控制中，大部分的回路仍采用结构简单、鲁棒性强的PID控制或改进型PID控制策略。PID控制作为一种经典的控制方法，几乎遍及了整个工业自动化领域，是实际工业生产过程正常运行的基本保证;控制器的性能直接关系到生产过程的平稳高效运行以及产品的最终

5、质量，因此控制系统的设计主要体现在控制器参数的整定上。随着计算机技术的飞跃发展和人工智能技术渗透到自动控制领域，近年来出现了各种实用的PID控制器参数整定方法。PID控制算法作为最通用的控制方法，对它的参数整定有许多方法;对于不同的控制要求、不同的系统先验知识，考虑用不同的方法;这些算法既要考虑到收敛性、直观、简单易用，还要综合负载干扰、过程变化的影响，并能根据尽可能少的信息和计算量，给出较好的结果。论文在较为全面地对PID控制器参数自整定方法的现状分析研究的基础上，针对基于继电器反馈和最小二乘的自整定方法以及其应用的可行性进行了相关的研究，主要的工作和结果概括

6、如下:为克服一自由度PID控制器无法兼顾目标跟踪和外扰抑制的缺点，结合二自由度控制器的结构和基于幅值最优化的控制器参数整定方法，并通过分析得到控制器参数求解公式，实现了二自由度PID控制器参数整定和二自由度Pl控制器参数整定。与常规控制方法相比，该方法得到的控制器具有更好的闭环响应性能，并且由于二自由度系数的半固定性，在整定PID控制器参数之前就可以确定，因此，对控制器参数的求解难度无影响。针对一类一阶大时滞不稳定特殊对象，普通的PID控制器很难满足要求，甚至不能实现系统的稳定。基于首先引入内环状态反馈，以改善对象动态特性的思想，采用双环控制结构，先将对象状态反

7、馈镇定，然后按照内模控制原理设计外环的控制器。只要选择适当的可调参数兄的值，通过该方法得到的PID控制器对不稳定对象具有较好控制效果及鲁棒性。通过仿真比较研究，对于连续对象，综合得到几种较好的基于继电器反馈的控制器参数整定方法，对离散采样数据采用基于最小二乘模型辨识的参数整定方沪书尸摘要法，提出并设计基于Matlab/simulink仿真工具的PID控制器参数整定仿真应用软件。介绍了PID整定控制器的应用框架、辅助设计与仿真软件的功能、特点，并给出了仿真实例。最后是对论文的综述和展望。关键词：模糊PID控制器参数自整定Matlab自适应PID控制时滞系统参数整定

8、继电反馈幅值最优化不稳定