文档介绍：2 2 2
化工自动化及仪表( ) ~
, 2005, 32 4 : 58 60
检测与控制装置 Control and Instruments in Chem ical Ind ust ry
可调参数模糊 PID 控制的实现
李虎山 1 ,蒋亚军 2
(1. 广东技术师范学院自动化系,广东广州 510635; 2. 番禺职业技术学院软件学院,广东广州 511483)
摘要: 介绍可调参数模糊 P ID控制的原理,给出模糊 P ID控制规则表,并在单片机应用中实现了模糊控制
模块化编程,提供了模块的相关框图。实践表明,这种设计方法是可行的,基于2 这2 种方法实现的控制系统可靠性
高,智能程度明显优于传统的控制系统,它实现简单、通用性强、工程调试方便。
关键词: 可调参数;模糊控制; P ID控制;单片机;控制模块
中图分类号: TP273 文献标识码: B 文章编号: 1000 3932 (2005) (04) 0058 03
1 引言步增大,这样既可保证有足够的控制精度,控制规则
在过程控制系统中某些参数(如温度)由于具数也可大大减少。所谓等比法就是指离散点按公式
M
有非线性、慢时变、纯滞后等特点,用传统 PID 控制 YN -M = N q (M = 0, 1, ⋯, N - 1, N ) 选取,具体在运
存在参数较难整定、系统出现扰动后超调较难控制, 用时考虑到实现的难度, 取 N 3, N 2 = N 3 × q, N 1 =
需要较长的稳定时间等问题,因而在应用上受到了 N 2 × q = N 3 × q2 , q值的不同,可得到不同的响应曲
一定的限制。线。采用这样的办法,可降低工程调试难度,尤其是
针对上述问题,也有一些新的控制方法,如将模针对不同项目、不同对象。
拟专家控制经验的模糊控制引入到 PID 控制系统
中。模糊控制的基本思想就是利用计算机来实现人
的控制经验,它根据人们总结出来的控制规律以及
系统的性能指标进行设计[ 1 ] 。因此,模糊控制器有
许多良好的特性,它不需要事先知道对象的数学模
型具有系统响应快、超调小、过渡过程时间短、鲁棒
, 图 1 可调参数模糊 PID控制器原理框图
性好等优点。通常在模糊控制运用时都是针对某一注: r ———系统设定值(精确量) ; e、^e、———系统误差和误差变化
特定对象设计出一套模糊控制规则,然后在现场调率(精确量) ; KP、K I、KD ———PID 算法中的比例常数、积分时
试修改规则,使之满足控制要求,这样做增加了模糊间常数、微分时间常数; y ———系统的输出(精确量)
控制应用的难度,并且针对不同的对象,又要设计一
e和^e经可调参数模糊化后,选择模糊控制规
套不同的模糊控制规则。本文针对上述问题,提出
则表中的一组比例常数修正系数 K和 P、I、D 参数,
了一种带可调参数的模糊控制规则,把它模块化,用
经 PID 调节作用于对象。在本例中输入变量用
单片机实现了该控制模块对多个不同对象的模糊控
(负大偏差) (负中偏差)
制。{ - N 3 NM , - N 2 N S , -
N 1 (负小偏差 NO ) , + N 1 (正小偏差 PO