一种基于T-S模型的模糊PID控制器分析和设计

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1、摘要常规PID控制器具有算法简单、可靠性高等优点，对于确定性的被控对象通过对=三个参数的调整就可以获得比较满意的控制效果。但是对于时变的、有滞后的、非线性的系统来说，PID控制就难以达到很好的效果。模糊控制具有不依赖被控对象的数学模型的突出优点，但是稳态的精度较差。所以将模糊控制器弓PID控制器结合起来，构成模糊PID控制器。模糊PID控制器同时具有模糊控制和P1D控制的优点，从而可以对那些比较复杂的用常规P1D控制控制效果不理想的对象取得满意的控制效果。现有的模糊PID虽然有着种种优点，但是再所难免的有着一些缺陷，本文正是出于对模糊P1D的改进的目的，设计了一种基于T-S模型的模糊PID控制

2、器。本文分析了常规PID控制器的局限性和模糊控制器的特点，介绍了模糊控制器的发展情况，并指出几个将来研究的主要方向。然后着重对T-S模型分析，本着改进缺陷的目的设计了一种模糊PID控制器，其中主要的改进在于模糊控制与T-S模型相结合以及模糊参数的简化，并且通过伸缩因子的作用，使在规则数目很少的情况下降低了参数调节的难度同时能产生更好的控制性能。通过对模糊规则的改进，使参数的调节更加的简单易行，而且物理意义明确。最后，通过对该控制器对不同系统进行仿真，比较了它与常规PID控制器的控制效果。仿真结果的研究表明该控制器具有模糊控制器和PID控制的优点，有比较好的鲁棒性，改善了系统的动态和静态性能。关

3、键词：模糊PID控制简化T-S模型伸缩因子参数简化ABSTRACTThebasicPIDcontrollerhasthemeritsofsimpleralgorithmandhighreliability．Foracertaimcontrolledplant，itCangetasatisfiedcontrollingeffectbyproperlyregulatingitsthreeparameters．However,foranuncertaincomplexcontrolledsystem，whichhasthefeaturesofbiglag，nonlinearandvariablepa

4、rameterswithtime，itCannotgetanexpectedresult．Fuzzycontrollerhasoutstandingmeritsofnorelyingoncontrolledplant’Smathematicmodelandofhighadaptability,butithaserrorsinthestablestate．Therefore，uponthefeaturesofPIDcontrollerandFuzzycontroller,bycombiningthem，anewFuzzyPIDcontrollercanbepresented，Thenewcont

5、rollerCanhavebothmeritsforthemandCangetexpectingcontrollingeffectfortheuncertaincomplexcontrollersystemanddifferentcontrolledtarget．AlthoughtheexistingFuzzyPIDcontrollershavetheirmerits，theyinevitablyhavesomedefects．Forthepurposeofmakingsomeimprovement，thepeaperdevelopanewT-SModelBasedFuzzyPIDContro

6、ller,First，thedefectsofthebasicPIDcontrollerandthefeturesoftheFuzzyPIDcontrollerarepresentedaswellasthedevelopingtrendmadseveralmainstudyorientationoftheFuzzyPIDcontroller．Second，byanalyzingtheT-Smodel．forthepurposeofimprovement，anewkindofAdvancedFuzzyPIDcontrollerhasbeendesigned．Themainimprovements

7、ofthenewcontrollerlieincombiningtheFuzzycontrolandT-Smodel，reducingthenumberofconsequentparametersandcreatingbeaercontrolperformancethroughtheactionofflexiblefactorintlleconditionoflessfuzzyrules，Asar