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单巷第期中国电机工程学报】. .
年月.
模糊控制器及在汽温控制系统中的应用研究
吕剑虹陈来九/
东南大学动力系南京
提要
’
本文将摸糊控铜和常规控铡两种设计思想融合起来,提出一种基于模糊规则的

数,
统比常规的具有固定参数的控制具有更加优良的性能.
关键调:模糊规则推理控制过秀绕,
兑,细
前言, ●
模糊控制器是基于知识的控制器,它利用模糊规则表达控制经验并构成规则库,通过模糊逻
辑或模糊推理使用规则库中的控制经验知识,从而达到控制的目的。由于模糊控制是一种类人决
策控制,近年来受到国内外的广泛关注“。然而,模糊控制在工程上并没有获得广泛应用,关键问
胚之一是模糊控制所表达的专家经验知识往往是租略、定性的,不容易直接用于实际控制。另一
方面。模糊拭制器没有明确的控制结构也阻碍了模糊控制的广泛应用“。
在工程上,控制至今仍然是应用最广泛的控制规律,这是因为控制器结构简单,能
满足大量工业过程的控制要求,特别是控制的强鲁棒性使之能较好地适应过程工况的大范围
变动然而,控制本质上属于线性控制,如何使控制能更好地应用于非线性系统的控制。
并具有较好的智能性,这是值得研究的问胚。由于模糊控制具有一定智能性,且本质上属于非线
性控制,因此,可以预见,如果将基于规则的模糊控制用于控制器的设计,一方面可使
控制器具有模糊控制的智能;另一方面可使模糊控制具有确定的控制结构,从而使所设计的控制
器具有两种控制的优点。本文正是将这两种控制思想有机地结台起来,提出了一种基于规则校正
的模橱控制方法。仿真研究表明,本文提出的方法比固定参数的控制具有更优良的控制
品质
模糊控制器
. 固定参数的控制律
控制器是比例、积分和微分三种调节作用的叠加,其传递函数可表示为;
吉
:裴旱。,
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第期模糊控制器及在汽温控制系统中的应用研究
式中,, 和分别称为比例带、:
■个
一
“专‘‘∑“等△
‘,
其中,“是时刻的控制作用是时刻设定值与过程输出之问的偏差为控制器的
采样周期垒一一
. 基于模糊规则的控制律
对于不同的控制器参数,可以获得不同的系统闭环响应。而控制器的参数可以根据
过程的运行状态即被调量偏差及相应的变化率△来自动调整,调整的方法可采用
如下一组模糊校正规则:
:。日, , , ,,⋯,
式中,.,分别是“被调量偏差及偏差变化率为论域的模糊集;、和则分别是以比倒带、
微分时间和积分时间为论域的模糊集为了便于推理,对规则作如下变换:
标准化变换标准化变换是对规则结论部分的比例带和微分时间进行规范化。假
定比例带和微分时问分别在预先确定的范围, 和. , ⋯内变化,则比倒带和
微分时间可以通过下式规范化:
’—/ ~ ⋯
—⋯/ ~ 一..
式中:,和分别称为比例带因子和微分时间因子,它们均在, 内变化。
’和就容易地获得调节