光電跟蹤伺服系統中模糊控制器的設計與仿真

三、帶有二維模糊控制器的光電跟蹤伺服系統仿真模型簡介：

　　如圖一所示，光電跟蹤伺服系統是雙環隨動系統，他由速度環和位置環構成，在位置環上，模糊控制器和常規經典控制器被設計成按系統偏差大小進行分段控制。

　　Subsystem1子系統如圖二所示，偏差E和EC是S-函數的兩個輸入，S-函數的輸出是比例因子Ke、Kec和Ku還有位置環常規控制器的輸入jd。
　　應用S-函數ep11_he.m能實現兩種控制器之間的切換，切換點選取為0.1。當系統偏差絕對值大于切換點時，為模糊控制器工作，使系統偏差迅速減小;小于切換點時，Subsystem1子系統的jd端口輸出為e，常規控制器控制工作，保證系統控制精度[3]。ep11_he.m對模糊控制器的兩個輸入E和EC的比例因子Ke和Kec進行配置。由于比例因子Ke和Kec的取值對光電跟蹤伺服控制系統的動態性能影響很大。Ke選取較大，系統的超調量也較大，過渡過程較長，但上升時間變短;Kec的取值越大，系統超調量越小，但系統的響應速度變慢，同時，模糊控制器輸出比例因子Ku選擇過小將導致動態過程變長，過大又會使系統振蕩[4]。按照這一規律（經過仿真試驗驗證），在S-函數ep11_he.m中，特別將兩個輸入E和EC分別與兩個輸入比例因子Ke和Kec聯系，使Ke和Kec隨著E和EC的變化而變化，當偏差較大時，Ke取較大值，系統上升時間變短，響應速度較快;當偏差較小時，Ke應為較小值，使系統超調下降;同樣，對于偏差變化可以使之與EC建立聯系，在系統響應的上升時間里，保持較大值，以減小系統超調量;當EC較小時，Kec的值迅速減小，系統保持較快的響應速度。ep11_he.m中對于Ku的取值原則，在系統響應的上升狀態中，使Ku取較大的值，減小系統的動態過程時間;當系統E和EC比較小時，Ku取較小的值，避免系統振蕩。