文档介绍：摘要:
本论文揭示了关于最简单模糊PID控制器的数学模型,最简单模糊PID控制器是采用两个分别拥有三个输入变量的模糊集和四个拥有输出变量的模糊集。数学模型是通过包括每个输入变量的左、右梯形隶属函数,输出变量单一或三角隶属函数,代数产品三角模,三方共同规范和推理方法的不同组合以及COS(center of sums)去模糊方法得到的。对于这些结构性能的研究是为了审查其是否适合控制应用程序,由于这些结构是适合于控制的,所以有界输入输出(BIBO)的稳定性得到了证实。最后本文给出了模糊PID控制器的设计途径,一切数值例子包括其模拟技术成果用以证明最简单模糊PID控制器的效力。
关键词
模糊PID控制器数学模型代数产品三角模 BIBO稳定性
1简介
常规(线性) PID控制器由于其操作简单,成本低,对线性系统的有效性而被广泛用于工业。到目前为止关于PID控制的四种不同配置筹措已揭示,如图1所示.。由于其线性结构,常规PID控制器通常无效如果程序需要较高秩序和时滞系统,非线性系统,缺少精确数学模型的复杂模糊系统以及不确定系统。据观察,模糊PI和模糊PD控制器可以处理上述系统且优于它们的常规对应。模糊PD控制器无法消除稳态误差,模糊PI控制器在瞬态阶段高阶进程中表现不佳,要获得全面的性能提升,模糊PID控制器当为首选。
常规PID控制器参数的调整运用被认为是经典的调节技术。这些控制器运用模糊矩阵等到了进一步的调整以便能在闭环系统中获得更好的瞬态和稳态行为性能。一个首先采用Ziegler-Nichols-like 转变方程参数,继而运用联机模糊推理机制的自整PID控制方案已经提出,为了规范工业生产。使用联机模式识别方法和模糊推理,一个调整级联PID控制器的专家级监管控制系统已实现。为了提高从PID控制器获得的闭环性能,模糊监督PID控制器引入了[ 6 ] 。监督技术主要包括在每年年底瞬态响应的基础上调整PID参数,以及上升时间,超调与稳定因素组成的价值。基于模糊逻辑对调整PID控制器不同方法的比较已经提出。遵循从Zeigler-Nichols参数中取得性能提升的模糊机制已将不同控制结构纳入考虑。通过不同基于逻辑方法带有典型模糊类PID协商控制器模糊集,以及一个设定权重的非线性控制器和一个标准控制器的比较,表明模糊积点加权方法优于其他方法。
不需要工厂模式得出控制规则设计程序在模糊PID控制器中提出,用来确定控制行动3-D(三维)查找表是从(e,e,2 e)构成的三个输入变量中得出,2-D(二维)查找表源自三维查找表,是缓存记忆的结果。调节模糊PID控制器是试图利用概念和相图,输入和输出映射因素。由模糊模型和模糊控制器构成的连续时间模糊控制系统已提出。在某些约束条件,该控制系统已被证明是一个模糊PID控制系统。而且还提出了依据李雅普诺夫(Lyapunov)法,可有充分的条件保证模糊控制系统的稳定性。标准的PID控制器由于具有显著的非线性,当直接被应用到系统上时,经常出现很差的运行性能。为了应对这种系统的不足,针对PID控制器,本文提出了以模糊逻辑预先补偿方案〔7〕,针对模糊PID控制器的系统研究,本文提出了以功能为基础的评价方法,并采用五种简单评估标准(控制行动的组合,输入耦合,增益依赖,增益作用改变及规则/参数增长)对控制器进行分析。
依据模