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        基于單輪車輛懸架的Fuzzy-PID控制器設(shè)計和仿真

        作者: 時間:2011-05-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


        2
        2.1 思想
        以車身垂直速度與其期望值的差值e及差值變化率ec作為的輸入量,根據(jù)實際需要的PID控制參數(shù)Kp、Ki、Kd相對于e和ec的模糊關(guān)系來確定模糊規(guī)則,通過在原來的單純的PID上加入模糊推理器,組成控制器可以對參數(shù)進(jìn)行在線修正,使系統(tǒng)的動態(tài)特性明顯提高,并且顯著的提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和魯棒性,同時可以減少調(diào)節(jié)的時間。控制器的原理框圖如圖2所示。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/162108.htm

        d.JPG


        該系統(tǒng)實現(xiàn)PID參數(shù)在線自調(diào)整的計算公式為:
        g.JPG
        式中:KP、KI、KD為控制器的最終控制參數(shù),Kp、Ki、Kd為常規(guī)PID控制器參數(shù),kp、ki、kd為模糊推理器的修正參數(shù)。
        2.2 模糊推理器及模糊規(guī)則的建立
        模糊推理需要3個步驟:模糊化、模糊推理判斷和解模糊化。模糊化過程將實際的輸入量轉(zhuǎn)化為模糊量,經(jīng)過模糊規(guī)則的模糊推理和判斷,最終將模糊量轉(zhuǎn)化為真實量,完成解模糊化的過程,這也是模糊控制器的工作原理及核心。
        本文模糊推理器采用雙輸入、三輸出形式,控制器類型選為Mamdani型,解模糊規(guī)則選擇為Centmid法,輸入輸出隸屬函數(shù)均選擇為trimf形式。選取輸入變量e和ec及輸出變量kp的論域均為(-6,6),模糊子集定義為{NB NM NS O PS PM PB},選取輸出變量ki和kd,ki和kd只取正值,論域為(-3,3),模糊子集為{O PS PM PB}。通過閉環(huán)運行及模擬,觀察系統(tǒng)響應(yīng)曲線,分析得到控制器參數(shù)kp、ki、kd對系統(tǒng)的實際影響,結(jié)合PID控制器參數(shù)整定理論,來確定最終的模糊規(guī)則,具體如表1所示。

        e.JPG


        1)|e|較大時,為盡快消除偏差,提高相應(yīng)速度,kp應(yīng)取較大值,ki取0;|e|較小時,為繼續(xù)消除偏差,并防止超調(diào)過大,kp取值應(yīng)減小,同時ki取小值。
        2)e·ec0時,被控量朝著接近給定值的方向變化,若|e|較大,此時kp取中等或小值,ki取中等值,kd取0,以加快控制的動態(tài)過程。
        3)|e|的大小表示的變化速率,|e|隨的增大,kp應(yīng)減小。
        2.3 Fuzzy-PID控制器

        pid控制器相關(guān)文章:pid控制器原理




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