基于单片机模糊PID控制算法实验设计说明.docx

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1、摘要自动控制理论实验主要任务是通过实验，使学生掌握自动控制的基本原理和方法，在熟练掌握各种校正方法设计原则的基础上，加强对控制理论的理解和认识，将理论与实践有机地结合起来，提高分析问题及解决问题的能力。本设计是在原有实验箱的基础上，根据常规的PID控制，开发新型的模糊控制实验容。实验中的控制器为C8051F330单片机，通过上位机C语言开发环境，将代码写入单片机进行控制。其算法采用将常规PID控制与模糊控制相结合的控制策略，运用模糊推理思想，根据不同的误差e及误差变化率ec对PID三个参数Kp，Ki及Kd进行实时优化，达到最优

2、控制。最终实现模糊PID控制算法。由于原有单片机存的限制，在经过多次实验后，选取了两个模糊控制规则表对搭建的三阶被控对象进行算法验证，实验表明模糊控制和原有常规PID控制比较，明显提高了系统的控制性能。关键词：单片机，PID控制，模糊控制AbstractThemaintaskofautomaticcontroltheory’sexperimentsistohelpstudentsmasterbasicprinciplesandmethodsofautomaticcontroltheorybyexperiment.Basedon

3、masteringvariouscorrectionmethods,ithelpstoenhanceunderstandingandawarenesstowardscontroltheory,tointegratetheorywithpractice,andtoenhancetheanalysisofproblemsandproblem-solvingabilities.Thedesignisbasedontheoriginaltestcase,accordingtotheconventionalPIDcontrol,tode

4、velopnewfuzzycontrolexperiments.TheyarecoredbytheMCUC8051F330,byusingClanguagedevelopmentenvironmentandwritingcodesintotheMCU.ThealgorithmcombinesconventionalPIDcontrolandfuzzycontroltogether,andusesfuzzyreasoningtooptimizethreePIDparametersKp,KiandKdforreal-timeacc

5、ordingtodifferenterroreanderrorchangerateofec,onlytoachieveoptimalcontrol.EventuallyfuzzyPIDcontrolalgorithmisrealized.SincetheoriginalMCU’smemoryislimited,afteranumberofexperiments,twofuzzycontrolrulebaseshavebeenselectedtodoalgorithmvalidationtowardsthird-orderpla

6、nt.ExperimentsshowthatfuzzycontrolhasincreasedsystemcontrolperformanceobviouslycomparedwithconventionalPIDcontrol.Keywords:MCU;PIDcontrol;fuzzycontrol目录第一章绪论.............................................................................................................

7、..........11.1研究背景和研究意义......................................................................................11.2本文结构............................................................................................................11.3本章小结.................................

8、...........................................................................2第二章单片机原理......................................................