基于自適應模糊PID控制方法的研究

周海濤，周建華，杭小宇

（揚州大學 機械工程學院，江蘇 揚州 225127）

0 引言

傳統的PID控制在時域響應速度、參數的自整定以及時變、非線性等方面存在著不足，對于大多數被控對象而言，只要系統的參數整定達到一定的要求，系統基本可以實現無差控制，即穩定性良好。但在動態特性控制時，傳統PID的自適應能力較差，當系統的控制參數發生變化時，傳統的PID控制會產生很大的調整變化，在此過程中可能引起系統特性變弱，甚至導致其嚴重不穩定。為了實現控制器參數的自整定功能，使其具有良好的自適應能力，本文設計了自適應模糊PID控制器。

1 PID控制原理

PID控制主要由比例環節、積分環節和微分環節組成，通過各環節的調節器對理想輸出r（t）與實際輸出y（t）之差進行運算調節，使執行機構達到按預定輸入量運動的目的。傳統PID控制系統原理框圖如圖1所示。

圖1 傳統PID控制原理框圖

給定值r（t）與實際輸出值y（t）構成的控制偏差為：

對控制偏差的相關環節按照一定的線性組合，從

而可有效地控制被控對象。PID控制的控制規律為：

其中：Kp為比例系數；Ki為積分系數；Kd為微分系數。

2 模糊控制原理

在實際應用中，有時很難對被控制對象建立精確的數學模型，后來人們將積累的人工控制經驗利用一系列的條件語句來描述，這就是控制規則；另外，利用設定的模糊語言變量以及邏輯推理結構，將形成的模糊控制轉換成數值運算。

一般的模糊控制系統由模糊數據庫、模糊規則庫和推理機組成。……