毕业论文--模糊PID控制器的鲁棒性研究

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1、III模糊PID控制器的鲁棒性研究摘要工业过程控制领域中，随着生产过程或设备的运行状况和运行环境的改变，被控对象常常表现出一定程度的不确定性，存在模型失配，所以对控制器的鲁棒性要求很高。传统的PID控制器已不能提供令人满意的控制性能，但由于PID控制器结构简单，仍在工业控制领域有着广泛的应用。与传统控制相比，模糊控制具有不可比拟的优点，模糊控制器可以不需要被控对象的数学模型即可实现较好的控制，并且，模糊控制器具有很好的稳定性和鲁棒性。模糊PID控制结合了传统PID控制和模糊控制的双重特性，在更广泛的范围内提高了控制器的性能。本文讨论了对于过程模型的模糊PID参数自调整控制器的

2、设计方法。比较了该控制器与传统PID控制器的性能，重点进行了鲁棒性比较，得到模糊PID控制器鲁棒性强的结论。关键词：PID控制，模糊控制，鲁棒性，自整定IIITheRobustDesignofFuzzy-PIDControllerABSTRACTThefieldofindustrialprocesscontrol,withtheproductionprocessorequipmentoperatingconditionsandoperatingenvironmentchanges,theobjectisoftenaccusedofshowingacertaindegreeof

3、uncertainty,theexistenceofmodelmismatch,sotherobustnessofthecontrollerdemanding.TraditionalPIDcontrollerhasbeenunabletoprovidesatisfactorycontrolperformance,butbecauseofsimplePIDcontrolstructure,isstillabroadfieldofindustrialcontrolapplications.ComparedwithPIDcontrol,fuzzycontrolhasmanyadva

4、ntages.Fuzzycontrolcanobtaingoodperformancewithoutmathematicmodelofcontrolobject.Andfuzzycontrollerhaswellstabilityandrobustness.FuzzyPIDcontrolofacombinationoftraditionalPIDcontrolandfuzzycontrolofadoubleidentitycanenhancetheperformanceofthecontrollerinabroadercontext.Thisarticlediscussest

5、heparametersofthefuzzyself-tuningPIDcontrollerdesignmethodfortheprocessmodel.ComparetheperformanceofthecontrollerandtraditionalPIDcontroller,focusonarobustcomparison,theconclusionsisthatfuzzyPIDcontrollerhasbetterrobustness.KEYWORDS：PIDcontrol,fuzzycontrol,robust,self-tuningIII目录摘要IABSTRACT

6、II1绪论11.1控制理论发展与应用11.2课题研究的历史背景21.3本文的结构及主要内容22模糊控制概述32.1模糊控制的发展及特点32.1.1模糊控制的发展与现状简介32.1.2模糊控制的特点52.2模糊控制系统的基本结构和组成62.3模糊控制器的一般原理72.3.1输入量的模糊化82.3.2数据库92.3.3规则库112.3.4模糊推理122.3.5清晰化（解模糊化）142.3.6量化因子比例因子的确定152.4模糊控制的局限性162.5模糊控制器与PID控制器的关系163模糊PID控制器的设计183.1模糊PID控制器的类型183.2PID控制原理193.3PID初始

7、参数的设定203.4模糊PID参数自整定控制器的结构223.5模糊PID参数自整定控制器的设计223.5.1语言变量的模糊化223.5.2根据控制要求确定模糊规则233.5.3去模糊化264基于MATLAB的系统仿真及其鲁棒性分析274.1MATLAB概况274.2常规PID控制器的设计与仿真29III4.3模糊PID控制器的设计与仿真294.4仿真结果对比及鲁棒性分析324.5本章小结375总结38致谢39参考文献4039模糊PID控制器的鲁棒性研究1绪论1.1控制理论发展与应用从上世纪初，特别是第二