一種雙模糊控制器的設計實現
在總結專家經驗和知識的基礎上,得到模糊控制規則表如表1所示。控制規則多少決定了控制系統的精度,控制規則的多少也與輸入輸出變量數目、每一變量的語言值數目等因素有關。本系統共設計了56條規則如表1所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/162225.htm
使用的推理方法是最大最小推理法。最終推理結果是以模糊子集的形式來表示系統的輸出量閥門的校正量。閥門不能用這樣的表示方式進行調節,故需進行模糊量的精確化,本設計中采用了重心法來進行解模糊。
2 仿真過程及結果
利用MATLAB的SIMULINK進行仿真,建立本系統的雙模糊控制器仿真結構圖如圖3所示。仿真結構圖里設計了兩個子系統,見圖3,兩個子系統結構基本一致,只是具體參數選取不同。
利用SCOPE觀察實驗結果、記錄,對比試驗結果,其中圖4為常規PID控制輸出結果,圖5為模糊控制器輸出結果,圖6為雙模糊控制器輸出結果。
從結果對照圖來看,系統響應時間的對比:雙模糊控制響應時間最短,模糊控制其次,常規PID控制響應時間最長;常規PID控制到達穩態600 s左右的時間,模糊控制需要400 s到達穩態,而雙模糊控制器不到300 s即可到達穩態。
常規PID控制存在明顯的超調,模糊控制及雙模糊控制則沒有超調。模糊控制方法和雙模糊控制器方法區別在于,模糊控制器存在2%~5%左右的穩態誤差,而雙模糊控制器在穩態時消除了穩態誤差。
3 結束語
本文設計實現了一種雙模糊控制器,利用雙模糊控制器完成了對系統的仿真。仿真結果顯示,雙模糊控制器的上升時間短,響應速度快,穩態精度高。從實驗來看,雙模糊控制器可以改善系統的控制精度和穩定性能,若將此理論應用于實際工程,無疑具有很好的應用價值。
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