基于模糊PID參數自整定的溫度控制系統的研究
加入技術交流群
2．2 溫度控制系統的模型特性
鍋爐水溫控制系統可近似用一階慣性純滯后環節來表示，其傳遞函數為：
式中：K為對象的靜態增益；T為對象的時間參數；τ為對象的純滯后時間參數。本系統選用的是溫度作為控制對象，鍋爐的溫度控制系統是常見的確定性系統，針對以上的溫度控制系統得到鍋爐溫度控制系統的傳遞函數為：
從圖1可以看出，鍋爐中的水是不斷流動的，循環水對加熱絲加熱鍋爐中水的溫度是一個很強的干擾，增加了系統的復雜性，加大了控制難度，而一般常規的PID控制效果不太理想，所以對鍋爐水溫度控制系統采用模糊PID控制算法。
3 模糊PID控制算法
3．1 模糊PID參數自整定系統結構
采用模糊PID參數自整定控制方式，首先要找出PID三個參數與控制偏差e和偏差的導數ec之間的模糊關系，在運行中通過不斷檢測e和ec，根據模糊控制原理來對三個參數進行修改，以滿足不同e和ec對控制參數的不同要求，從而使被控對象有良好的動靜態性能。即e，ec作為模糊控制器的輸入，PID三個參數作為輸出系統結構圖如圖2所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/162084.htm
3．2 PID參數的整定原則
按照系統時時變化的偏差e和偏差變化率ec，根據經驗，KP，KI，KD的整定原則如下：
(1)當偏差e較大時，誤差較大，為使系統有較快的響應速度，應取較大的KP；為了防止偏差變化率ec瞬時過大，應取較小的KD；為了避免較大的超調，應對積分作用加以限制，通常取KI=0。
(2)當偏差e處于中等大小時，為使系統相應具有較小的超調，KP應取得小些，KI取值要適當，這時KD取值對系統影響較大，取值應大小適中，以保證系統的響應速度。
(3)當偏差e較小時，為使系統具有較好的穩定性，KP與KI均應取大些，同時為避免系統在設定值附近出現振蕩，并考慮系統的抗干擾性能，應適當地選取KD值。KD值的選擇根據偏差變化率ec來確定，當ec較大時，KD取較小值，當ec值較小時，KD取較大值，一般情況下，KD為中等大小。
3．3 模糊PID控制器
設定輸入變量e和ec語言值的模糊子集為{NB，NM，NS，Z，PS，PM，PB)，將偏差e和偏差變化率ec量化到(-3，3)的區域內。同樣，設定輸出量KP，KI和KD的模糊子集為{ZO，PS，PM，PB}，并將其量化到區域(0，3)內。根據參數KP，KI和KD對系統輸出特性的影響情況，可得模糊控制規則為：
評論