仿真结果分析

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1、常规PID控制器与模糊控制器的设计及其鲁棒性对比分析本次设计中采用一个PID控制器，一个模糊控制器，一个模糊自适应PID控制器，进而比较各自的性能。三种模糊控制器的结构如下图：（1）已知被控对彖的传递函数为：G($)=75+1试设计常规PID控制器和模糊控制器（至少用2种类型的模糊控制器）分别对被控对象进行控制。通过仿真对比其控制效果并分析控制器的特点。仿真结果分析：仿真图像说明：PID：常规PID控制器仿真结果Fuzzypid：模糊白适应PID控制器仿真结果fuzzy：模糊控制器仿真结果仿真结果分析：从仿真

2、图像来看，模糊白适应PID的响应3速度要快于其它两类仿真器，普通PID的超调大于其它两类控制器。从仿真结果來看模糊自适应PID控制器的鲁棒性最好。模糊口适应PID集成了模糊控制器稳定性和PID控制器的快速响应的优点，既有口适应性，又有好的稳定性和快速响应性。第二问：当被控对象参数发生变化,a：T减小30%,K,怀变;b:T增大30%,K,1■不变;c：1■增大30%,K,T不变;d:T减小30%,/增大30%,K不变;e:丁增大30%,&增大30%,K增大30%。通过仿真对比分析控制器的鲁棒性。1300s+1

3、TransferFenTransportDelayIn1Out1In2Subs^stemlIn1Out1In21210s+1TransferFcn4TransportDelayl1390s+1TransferFcn2Subsystem4IniOut1In2In1Out1In2In1Out1In2StepSubs^stem3Subs^stem31300s+1TransferFcn3TransportDelay2TransportDelay3ScopeIn1Out1In21390s+1TransferFcn4Tr

4、ansportDelay4SubsjfstemSIn1Out1In21.3390s+1TransferFcn5TransportDelav^Subsystems1.4仿真图像说明：A：为参照曲线（T=3OO,K=1,T=100）；a曲线：（卩减小30%,K,7■不变）;b曲线：（T增大30%,K,7■不变）c曲线：（7■增大30%,K,T不变）；d曲线：（T减小30%,理大30%,K不变）；e：曲线（T增大30%,丁增大30%,K增大30%）仿真结果分析：从仿真结果来看模糊自适应PID控制器的鲁棒性最好。在各

5、项参数发生变化时，响应速度变化不大；静态误差变化不大；响应吋间变化也不大。模糊口适应PID集成了模糊控制器稳定性和PID控制器的快速响应的优点，既有自适应性，乂有好的稳定性和快速响应性。>0Scope仿真图像说明：A：为参照曲线(T=3OO,K=1,T=100)；a曲线：(T减小30%,K,7■不变);b曲线:（T增大30%,K"不变）c曲线:（诵大30%,K,T不变）；d曲线:（T减小30%,7■增大30%,K不变）；c：曲线（T增大30%,理大30%,K增大30%）仿真结果分析：从仿真结果来看模糊控制器的

6、鲁棒性要好得多，因为它具有白适应能力。只是当K值发生变化时，出现大的稳态误差。仿真结果哦显示当K值增加30%时仿真曲线发散。保持K不变吋，控制器在其他参数变化吋，响应速度，响应时间，静态误差等都和差不大，显示魯棒性较差。普通PID控制器：1.4仿真图像说明：A：为参照曲线（T=3OO,K=1,T=100）；a曲线：（卩减小30%,K,7■不变）b曲线：（丁增大30%,K,7■不变）c曲线：（7■增大30%,K,T不变）；d曲线（T减小30%,理大30%,K不变）；e：曲线（T增大30%,厂增大30%,K增大3

7、0%）仿真结果分析：从仿真结果来看常规PID控制器在其控制对象参数发生变化时，其超调和响应吋间都明显变大，因此常规PID的魯棒性不好。第三问:仿真图像说明：曲线a：G(s)=!訂(3005+1)(505+1)曲线b：G(s)=300$+1仿真结果分析：从仿真结果来看，模糊自适应PID在a中情况下的超调量明显人于b种情况的超调虽。两种情况的稳定时间相同，响应速度来看a种和b中情况相差不大。稳态误差:两者的稳态误差相差不大，魯棒性较好。1.4仿真图像说明：曲线a：G(s)=!訂(300$+1)(50$+1)曲线b

8、：G(s)=300$+1分析仿真结果：从仿真结果来看，模糊控制器的鲁棒性较好，a种条件下的响M速度与b情况相差不大，其自适应能力较强。1.4仿真图像说明：曲线a：G(s)=!訂(3005+1)(505+1)曲线b：G(s)=300$+1仿真结果分析：仿真结果来看，普通PID在a屮悄况下的超调量明显人于b种情况的超调go两种情况的稳定时间相同，响应速度来看a种情况和b中情况相差不人。稳态误差：两者的稳