文档介绍：软件导刊
第9卷%第1期
2010年 1月 Software Guide Jan. 2010
基于模糊 PID 的控制器研究
张博
(中国船舶重工集团公司第七一一研究所自动化事业部,上海 201108)
摘要:模糊 PID 控制系统就是模糊理论与传统的 PID 控制器的结合。以一控制对象为例,对两种方式的控制进行
了仿真和比较,并得出了相应的结论。
关键词:PID 控制;模糊 PID 控制;模糊控制;模糊推理
中图分类号:TP273+.4 文献标识码:A 文章编号:1672-7800(2010)01-0022-02
dt de(t)
引言 u(t)=Kp[e(t)+ 乙e(t) +TD ]
0 TI dt
式中,u(t)为 PID 控制器的输出,与执行器的位置相对应;t
偏差的比例积分和微分
(proportional)、(Integral) (Deriva- 为采样时间;K 为控制器的比例增益;e(t)为 PID 控制器的偏
的综合控制简称控制控制器本身是一种基于 P
tive) , PID 。 PID 差输入即给定值与测量值之差为控制器的积分时间常数
, ;TI ;
对“过去”、“现在”和“未来”信息估计的简单但却有效的控制算为控制器的微分时间常数
TD 。
法。由于其算法简单、鲁棒性能好、可靠性高等优点, 控制
PID 离散 PID 控制的形式为:
策略被广泛应用于工业过程控制中。模糊控制一直是智能控
制研究的热点其应用水平代表着产品智能化水平模糊控制 T TD
, , u(t)=Kp{e(k)+Σe(k) +[e(k)-e(k-1)] }
TI T
以其控制简单、实现成本低廉、无需建立数学模型等独到的优
式中,u(k)为第 k 次采样时控制器的输出;k 为采样序号,
点被广泛应用于家电等控制中,尤其是在时变、非线性的液压
k=0,1,2…;e (k) 为第 k 次采样时的偏差值;T 为采样周期;e
控制系统中得到广泛的应用。如果将两者结合,利用模糊规则
(k-1)为第(k-1)次采样时的偏差值。
调整 PID 参数的大小,可满足实时控制的要求,使其对输出转
离散 PID 控制算法有如下 3 类:位置算法、增量算法和速
速控制达到理想的效果。
度算法。增量算法为相邻量词采样时刻所计算的位置之差,即
△u =u(t)-u(t-1)=K [e(k)-e(k-1)]+K e(k)
1 模糊自整定PID控制器设计 k p 1
+KD[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]
而
PID 控制器系统原理框图如图 1 所示。将偏差的比例 KI=KP·T / TI,KD=KP·TD / T
从系统的稳定性响应速度超调量和稳态精度等方面来
(KP)、积分(KI)和微分(KD)通过线性组合构成控制量,对被控、、
考虑对系统的作用如表所示
对象进行控制,KP、KI 和 KD 3 个参数的选取直接影响了控制,KP、KI、KD 1 。
表调节参数与系统时间域性能指标间的关系
效果。 1 PID
参数名称上升时间超调量过渡过程时间静态误差
减小增大微小变化减小
KP
减小增大增大