FuzzyPID复合控制在温度系统中的应用

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复合模糊PID在温度滞后控制系统中的应用

间长，控制品质较差，不能满足工艺要求。方案二：采用Ｓｍｉｔｈ预估补偿控制，但预估补偿控
制的缺点是对过程的模型比较敏感，为此，本文将预估补偿控制和模糊控制结合起来，既能克服系统大滞后的影响，也能弥补过程模型变化对系统性能的影响。２混合型模糊控制器原理２．１Ｓｍｉｔｈ控制算法
糊控制器以系统的偏差ｅ和偏差变化率ｅｃ作为输入变量，然后再根据其控制规则以及模糊逻辑关系导出
控制精度高的特点。
的控制查询表，从而得到输出控制作用ｕ。采用这样
的模糊控制器，系统有可能获得良好的动态性能，但无
２０１２年第４期令朝霞：复合模糊ＰＩＤ在温度滞后控制系统中的应用
· １６１ ·
模糊控制系统中，考虑到模糊控制器实现的简易性和入，利用模糊控制规则在线对ＰＩＤ参数进行修改。其
快速性，通常采用二维模糊控制器结构形式。这类模既具有模糊控制灵活而适应性强的优点，又具有ＰＩＤ
方案一：采用单回路控制系统，控制规律采用常规ＰＩＤ控制，以锅炉内热水温度作为被控参数，用温度传感器来检测锅炉内温度，设计单回路控制系统实现控制要求。该方案简单易行，但由于锅炉到管道出口滞后达９０ｓ，会影响过程的控制质量，超调量大，调节时

Fuzzy-PID复合控制在电加热炉温度控制中的应用

纯采用ＰＤ控制或Ｆｚｙ控制导致系统性能变差甚至不稳定的缺点，得了较好的控制效果。Ｉｕｚ取关键词：ｕ — Ｉ复合控制；ＩＦ＝ｙＰＤＰＤ控制；ｕｚ控制；ｄｂ仿真ＦｚｙＭａａ
中图分类号：Ｆ７Ｔ２３．３
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第２４卷
第６期
龙岩学院学报
ＪｕｎｌｏＬｎｙｎＵｎｖｒｉｏｒａｆｏｇａｉｅｓｔｙ
２０年ｌ０６２月
Ｄｅｅｅ２ＯｃｍｂｒＯ６
Ｖｏ．４Ｎｏ６１．２
文献标识码：Ａ
文章编号：６３４２（０６０ — ０８０１７ — ６９２０）６０３ — ２
１引言
在ＰＤ控制中，将系统的设定值Ｒ与系统的输出值ＹＩ比较，出控制偏差ｅＲ — 并依据偏差情况．出控制量得＝Ｙ，给Ｕ对于连续时间系统来说．拟ＰＤ控制算法的一般形式为。模Ｉ
以达到较高的控制精度。因此单纯采用ＰＤ控制或Ｆｚｙ控Ｉｕｚ制都不会取得较好的控制效果。本文提出采用ＦｚｙＰＤ复ｕｚ— Ｉ
合控制方式来控制电加热炉，服了上述两种方法的缺点，克既具有ＰＤ控制器的动态跟踪品质和稳态精度．叉具有Ｉ
电加热炉具有很大的不确定度。对这样一个大惯性、纯滞后、数时变的非线性对象的控制，参目前应用最多的是ＰＤＩ

Fuzzy-PID控制在海洋生物酶发酵温度控制系统中的应用

出现参数整定不良、超调量大等现象。
进行发酵培养，中获得大量的产物。从在海洋生物酶发酵过程中，发酵温度是影响微生物生长和代谢活力的重要因素。精确保持微生物的生长繁殖和合成所需要的适宜温度，稳定发酵、对缩短发酵周期和提高发酵单位产量具有
Ｆｚ控制有效的避开了被控对象的数学模型，ｕｚｙ以控制人员
海洋生物酶发酵系统具有大滞后、线性和时变陛的特点，非对准确控制发酵罐温度带来一定的难度。
合控制对发酵温度进行精确调节，主要设计思想如下：当发酵温
度偏差较大时采用Ｆｚｙｕｚ控制，以加快系统响应速度；当发酵温
度偏差较小时，系统自动切换到数字ＰＤＩ控制，消除静态误差以提高控制精度。制方式的切换ＩＰＣ控ＩＬ程序根据设定的偏差阈ｔ
的经验为基础制定控制规则，实现复杂系统的控制Ｆｚ控制。ｕｚｙ的鲁捧陛较好，对纯滞后及被控对象参数的变化不敏感，但因控制规则粗糙而容易产生稳态误型。
针对海洋生物酶发酵自身的特点，采用ＦｚｙＰＤ我们ｕｚ－Ｉ复
积极的作用［１Ｉｏ
２发酵温度控制方式的选取
Ａｂｔａｔｔｓｄｆｉｕｔｏｃｎｒｌｈｅｍｅｔｔｏｅｅａｕｅｂｃｕｅｏｅｌｒｅｌｇｎｎｌｎａｉｎｉｅｖｒｉｇｐｏｅｔｆｓｒｃ：Ｉｉｉｃｌｔｏｔｏｅｆｒｎａｉｎｔｍｐｒｔｒｅａｓｆｈａｇａ，ｏ —ｉｅｒｔａｄｔ — ａｙｎｒｐｒｙｏｔｔｙｍ
３ｅ｜ｕｓｆＩＴｎＡｐ０ＩｃｅＡ盘ｒＴｑｏ例０＆ｐｌｉ

自适应模糊PID在温度控制系统中的应用_令朝霞

图1温度控制系统的工艺流图自适应模糊PID 在温度控制系统中的应用*令朝霞（陕西理工学院电气工程学院，陕西汉中723000）Application of Adaptive Fuzzy PID in Temperature Control System摘要根据复杂锅炉温度系统，设计出一种自适应模糊PID 控制器。

其优点是应用模糊控制适应系统的不确定性，能够提高对象模型不确定时PID 参数的自适应能力。

很大程度上改善了系统的控制质量，提高了系统的鲁棒性。

实际运行结果证明了该方法的有效性。

关键词：温度系统，模糊控制，自适应控制AbstractThis paper designs a kind of adaptive fuzzy PID controller according to the complex boiler temperature system．The ad-vantage is the application of fuzzy control adaptive system uncertainty．To improve the object model uncertainty about the PID parameters adaptive ability．Improved control quality and enhanced robustness of the system．Actual operating results prove the effectiveness of the method．Keywords :temperature control,fuzzy control,adaptive control*陕西省教育厅资助项目（11JK0934）锅炉对象是具有大滞后、时变、非线性或无法获得精确数学模型的复杂系统。

对此，常规PID 控制器无法获得好的控制效果。

而模糊控制器则是根据人工控制规则组织控制决策表，然后由该表决定控制量的大小。

P-FUZZY-PID复合控制在步进式加热炉温度控制中的应用

会对整个控制系统、个工艺站场乃至整条管道带来毁灭性整
的灾难，将会造成不可估量的经济损失和社会影响。因此，在长输管道的站控制室通常都设置了火灾报警系统，以对控用制室内有可能发生的火灾进行监测和提前预警，以将有可能发生的火灾消灭在萌芽状态和最大限度地降低损失。传统的点式感烟、温探测器是被动的等待烟雾或温度感扩散到其附近，才能探测到并如果正在运行中的设备发生火灾，烟雾要达到这样的报警浓度，设备已经遭受到了很大的损害，由此造成的中断服务的损失更大。而且传统探测器的探
ＷＡＮＧ．Ｈ０ＵｏｑａｇＨｅＧｕ．ｉｎ
（ｂｉｏｔｈｉｉｅｓｙ．ａｇｈｎ０３０ＣｉａＨｅｅＰｌｅｎｃＵｎｖｒｉＴｎｓａ６０９，ｈｎ）ｙｃｔ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｈｌｉｇｂａｆｅｗａｋｎｅｍｕｍａｅｉｏｎｆｔｅｉｐｔｔｅｉ‘ ｃｓｅｏｈｍｏｒａｎｑｕｐｍｅｔｏｔｅｒｌｎｉｅ．Ｂｅａｕｅｗａｋｎｅｎｎｓｅｌｏｌｇｌｉｎｃｓｌｉｇｂａｍｕｎｃａｈｆｒａｅｈｓｔｅｃｓｕｒｃｓｏｅｉｓｎ・ｎａｎｔｏｇｃｕｉｇｅｃ，ｉｉｉａａｌｏｅｓｆｒｐｓｏｕｏｎｌｅｒａｄｓｒｎｏｐｌｔｔｓｄｆｉｎ・ｆｕｏａｃｉｖｏｄｅｕｔｂｏｎｅｎｉａＤｍｅｈｄ．ＩｈｐｉｌｔｈｅｅｇｏｒｓｌｙｃｖｔｃｔｏｎｌＰＩｔｏｎｔａ・ｐｒ－ｅ，ａＰＦＵＺＺＰＩｃｍｐｓｔｏｔｏｔｏａｅｎｆｚｙｒｅＹ－Ｄｏｏｉｃｎｒｌｍｅｈｄｂｓｄｏｕｚｕｌｅｓｔｈｅｒｐｅｄ。Ｔｈｍｕｌｔｎｒｓｔｈｗｓｔａｉｏｔｏ－ｗｉｏｖｒｉｐｏｓｃｓｏｅｓｉａｉｅｕｌｓｏｈｔｔｓｃｎｒｌｏｈ

Fuzzy—PID在工业炉温度控制中的应用

１ＰＤ控制Ｉ
随着工业数字控制技术的完善与发展，字ＰＤ数Ｉ算法已成为数字惯性系统的最常用控制算法。传统的ＰＤ控制算式为：Ｉ）＝）＋）］
控制，高级的控制技术的应用依然很少，原因是更其
关键词：糊控制；数整定；Ｉ制；ｕｚ—Ｉ模参ＰＤ控ＦｚｙＰＤ
中图分类号：Ｐ７．Ｔ２３３文献标识码：Ｂ文章编号：６１— ７５２０）４— ００一３１７６９（０７ｏ０６ｏ
随着科学技术的飞速发展，种行业对温度控制各精度的要求越来越高，对温度控制系统稳定性的要求越来越严格。而温度控制系统是变参数、时滞和具有有随机干扰的动态系统，往很难达到满意的控制效往果，因此研制精密温度控制系统吸引了许多科研工作者的兴趣。理想的精密温度控制系统应具有调节精度高、响应速度快、数易于调整、作灵活方便、参操温度稳定性好等性能特点，传统的控制方法很难全部实现。随着电子技术和控制技术的发展，一些学者在这方面进行了很多有益的尝试，出了许多有建设性的提想法和做法。一般而言，密温控系统的性能主要取精决于三个方面，即温度探测仪器（如金属电阻温度计、热电偶等）的特性、系统的组成和结构以及系统采取的控温方式。本文对传统ＰＤ控制进行分析，Ｉ并介绍

预估Fuzzy-PID在中央空调控制系统中的应用

预估 Fuzzy-PID 控制方案
定值时，采用 PID 控制，后由 Smith 预估器进行补偿控制，使延迟的被调量提前反映到调节器 . 其中模糊控制过程为：输入量模糊化后，经模糊化推理，得出模糊控制输出量 U ，再经过清晰化后得到实际的控制输出加热比 U ，即调功率百分比，以控制电加热量，从而达到调节室温恒定的目的 . !"# 模糊控制器输入和输出量的模糊化 3 . 2 . 1 输入变量和输出量 1）房间温度 T 和设定温度 T0 之间的温差单位C . 模糊控制的温差范围为 e = T - T0 ，达到最大加热 - 2C ! e ! 2C . 当 e < - 2C 时，量；当 e > 2C 时，停止加热 . e = c e /c 单位 C /S . 模糊控 2）温差变化率 ' !， e!0 . 5 C /S . 制的温差变化率范围为 - 0 . 5 C /S! ' 单位 % . 模糊控制的加热 3）输出加热比 U ，百分比范围为 0! U !100% . 0 表示不加热； 100% 表示最大加热量 .
1
具有电加热功能的中央空调系统
随着生活水平的提高，人们对室内空气舒适
热通常以热水或蒸汽为热媒，在恒温恒湿精度较高的中央空调中，则采用电加热作为末端设备，置于被调节房间风道入口处，作微调加热，提高控制精度 . 图 1 为带有电加热的中央空调系统简图 . 将温度检测器置于距地面 1 . 2 m 处的人员活动区壁面上 . 带有电加热的中央空调系统常规的控制方法是位式控制和 PID 控制：位式控制存在温度波动较大、控制温度精度低、起停频繁、电能消耗大等缺点；取 PID 控制器已被广泛应用于过程控制中，得了较好的控制效果，但是对于室内温度调节这

模糊PID控制器及其在温度控制中的应用

!， "， # 模糊控制规则表
误 -1 !. !. !/ !0 !1 1 -1 -0 -/ 差 1 !. !/ !0 !1 1 -1 -0 -/ -. ) !1 !/ !0 !1 1 -1 -0 -/ -. -. !0 !0 !1 1 -1 -0 -/ -. -. -. !/ !1 1 -1 -0 -/ -. -. -. -. !. 1 -1 -0 -/ -. -. -. -. -.
.
引言
模糊控制与经典 BCD 进行不同形式的结合构成复
则，并对由于模糊量化使常规模糊控制器丢失的信息进行了补偿，因此可增强控制系统的鲁棒性、自适应能力和提高控制精度，避免了普通 BCD 模糊控制器在模 “毛刺” ，使系统糊控制和 BCD 控制之间切换时产生的性能得以提高和完善。
这类模糊控制理论上能够很好地合模糊 BCD 控制器，消除极限环振荡。但是，它们之间切换时容易产生高频 “毛刺” （特别是 BCD 切换回模糊控制时），或者难于选取和协调模糊控制与 BCD 控制参数。另外，如果在控制规则中直接引进积分作用形成三维纯 BCD 型模糊控制器，这类方法虽然能够在某种程度上减少余差，但是它们以动态性能变坏为代价，无法保证消除极限环振荡现象，需要急剧增加控制规则数（同时规则难以总结、量化因子和比例因子难以确定）从而相应地增加模
((
万方数据
#)*+,-- ./0*1.0$*2 $2-0)/1,20.0$*2，3456 "&，246 ’， 7856 ，"(("
高精度模糊 "#$ 控制器及其在温度控制中的应用刺” 现象。使得系统性能得以提高。在整个系统的控制过程中首先是以规则库 ! 为前件控制系统，以使系统控制具有较强的鲁棒性和系统响应的快速性。在系统响应接近稳态值时，是以 !、 " 两个规则库控制系统。实现变积分系数的模糊 #$% 控制。这两个规则库之间虽有先后但无优先级，由于在解模糊化处理之后，即 !" & !# ’ !$ ，因此需将采用了 !、 " 输出合并叠加法，把这所有规则对应的输出值根据实际应用加以细致调整，从而使得这所有的控制规则能够自然而然的融为一个整体。

Fuzzy-PID算法在炉温控制中的应用

Fuzzy-PID算法在炉温控制中的应用
钮王杰
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2006(29)18
【摘要】在工业电炉的控制过程中,由于被控参数具有时变、非线性、不确定等素,常规PID控制算法难以满足控制要求.采用模糊PID算法实现对工业电炉控制,利用模糊推理在线整定PID控制器的3个参数KP,KI,KD.仿真结果表明该控制器具有较好的快速性和稳定性.
【总页数】3页(P154-156)
【作者】钮王杰
【作者单位】运城学院,山西,运城,044000
【正文语种】中文
【中图分类】TP312
【相关文献】
1.积分分离PID控制算法在PLC炉温控制系统中的应用 [J], 李昂
2.克隆遗传算法在工业炉温控制中的应用 [J], 林勇坚
3.实用ADRC算法在炉温控制系统中的应用 [J], 徐新乐;应小昆;施建华;曲强;苏震
4.Fuzzy-PID算法在炉温控制中的应用 [J], 张会敏;何永义
5.基于一种自改进的模糊PID算法在垃圾焚烧炉炉温控制中的应用 [J], 陈明淑因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

模糊PID复合控制对水温的控制

模糊PID 复合控制对水温的控制PID 控制就是比例积分微分控制，其控制规律如下：01(t)(t)(e(t)())t p D I de u K e d T T dtττ=++⎰ 式中，p K 为比例增益，p K 与比例度δ成倒数关系，即1/p K δ=；I T 为积分时间；D T 为微分时间；(t)u 为PID 调节器的输出信号；e(t)为给定值()r t 与测量值y()t 之差（即e()()y()t r t t =-）。

控制输出由三部分组成：比例环节——根据偏差量成比例的调节系统控制量，以此产生控制作用，减少偏差。

比例系数的作用是加快系统的响应速度，比例系数越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但容易产生超调，甚至会导致系统的不稳定；比例系数过小，会降低系统的调节精度，系统响应速度变慢，调节时间变长，系统动态、静态特性变坏。

积分环节——用于消除静差，提高系统的无差度。

积分作用的强弱取决于积分时间常数I T 的大小，I T 越小，积分作用越强。

但积分作用过强，会引起系统的不稳定。

微分环节——根据偏差量的变化趋势调节系统控制量，在偏差信号发生较大变化以前，提前引入一个早期的校正信号，取到加快系统动作速度，减小调节时间的作用。

但微分作用过强，会引起系统的振荡。

模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机控制方法。

常规模糊控制器的原理如下：模糊PID 复合控制将模糊技术与常规PID 控制算法相结合，达到较高的控制精度。

当温度偏差较大时采用模糊控制，响应速度快，动态性能好；当温度偏差较小时采用PID 控制，静态性能好，满足系统控制精度。

因此它比单个的模糊控制器和单个的PID 调节器都有更好的控制性能。

其基本原理如下：PID 模糊控制重要的任务是找出PID 的三个参数与误差e 和误差变化率c e 之间的模糊关系，在运行中不断检测e 和c e ，根据确定的模糊控制规则来对三个参数进行在线调整，满足不同e 和c e 时对三个参数的不同要求。

Fuzzy-PID控制策略在烧结点火温度控制中的应用

科技论坛
・９・
ＦｚｙＰＤ控制策略在烧结点火温度控制中的应用ｕｚ— Ｉ
陈建，陈至坤 ’ 王连ｆ、１河北联合大学电气工程学院，河北０３０２唐山建龙实业有限公司设备处，６０９、河北唐山０４０）６２０
摘要：文介绍Ｆｚ－Ｉ本ｕｚＰＤ策略在唐山建龙烧结厂烧结点火温度控制中的设计与应用，ｙ文章从系统组成结构，ｕｚ— ＩＦｚｙＰＤ控制策略设计，生产应用，取得的效果等方面进行了阐述。关键词：火温度；ｕｚ— Ｉ；制策略点ＦｚＰＤ控ｙ表１模糊控制规则表在烧结过程中，点火温度是影响烧结质量的重要因素。点火温度过低，将会促使料层表面欠熔，降低烧结矿的强度并产生大量返矿。而点火温度过高会造成烧结料表面过熔形成硬壳影响空气通过，降低了料层生产率。点火的好坏将直接影响烧结过程能否顺利进行以及表层烧结矿的强度。００２１年唐山建龙烧结厂引入我们自行设计的Ｆｚ — ＩｕｚＰＤ控ｙ制策略进行烧结点火温度控制，至今运行状态良好。上位机
１制系统结构控
烧结点火温度控制由上位机、下位机和被控对象等组成，图如１所示。上位机装有ＷｏｄｒａｅＩＴｕｈ０１Ｐ监控软件、ｎｅｒｎｏｃ１．２ｗＳＣｎｅｔｏｃｐ软件，完成系统的监控和控制程序设计。下位机选用施耐德ＱａｔｍＰＣ作为系统的控制器，由１０Ｐ１４０电源模块，ｕｎｕＬ４ＣＳ２０１０Ｐ４４２模块，４ＮＥ７０通讯模块，４ＤＩ５０４ＣＵ３１１０Ｏ７１１１０Ｄ３３０开关量３２路数字量人模块，４Ｄ０５０１０Ｄ７３０开关量３２路数字量出模块，１０Ｃ０００４Ａ１４０模拟量１６路输入模块，４Ａ０３０１０Ｃ１００模拟量１路输６出模块等组成，完成系统的启动、停止、保护，ｕｚＦｚｙ控制算法，ＩＰＤ控制算法等控制功能。被控对象由烧结机点火区，煤气管路，空气管路，煤气调节阀，空气调节阀，点火器，ｔＯｐｌ０温度检测变送器等组成，完成接收控制信号、实施温度控制，反馈温度检测信号等功能。系统工作原理是Ｆｚ — ＩｕｚＰＤ控制器输出的控制量，时调节煤ｙ实气、空气调节阀的开度，控制煤气、来空气的流量，达到控制烧结点火温度的目的；ｔＯｐｌ０温度变送器实时检测点火区的温度并反馈给控制器，构成温度闭环控制系统。２ＦｚｙＰＤ控制策略设计ｕｚ— ｌ２１．控制策略确定。考虑到烧结机点火温度控制系统的特点，采用ＦｚｙＰＤ复合控制策略，ｕｚ— Ｉ其基本思想是在大偏差（＞ ±２Ｃ）ｅ０。时，采用Ｆｚｙｕｚ控制算法，充分发挥Ｆｚｙｕｚ控制器快速性好、适应能力强的的特点；在小偏差（ ≤±２Ｃ时，ｅ０ｏ）采用ＰＤ控制算法，Ｉ充分发挥ＰＤ控制器原理简单、Ｉ调节精确的特点。二者的转换用软件根据给定的的偏差（＝４２Ｃ）ｅ－０。自动实现，为了避免在控制策略切换时引起的扰动，由Ｆｚｙ控制切换到ＰＤ控制时，节器的输出当ｕｚＩ调

新型自组织Fuzzy控制算法在温控系统中的应用

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（动技与用２２第２卷三自化术应）０Ｄ年１第期
表示，
Ｇ㈦＝Ｐ
一
控制理论与应用
ＣｏｎｒｅｏｉｄＡｐｐｉａｉｎｓｔｏｌＴｈｒｅｓａｎｌｔｃｏ
维普资讯
控制理论与应用
ＣｏｎｒｅｉｄＡｐｉｉｎｔＴｈｏｒｏｌｅｓａｎｐｌａｔｓｃｏ
（动化技术与应用）０２第２卷第三期自２０年１
新型自组织Ｆｚｙ制算法在温控系统中的应用ｕｚ控
摘
要：文对白组织Ｆｚｙ制算法进Ｊ改进，用×Ｉ本ｕｚ控利Ｊ象的Ｆｔｙｔｚ模直接修正控制器决策表，过对电烤箱温度控制系统的实ｚ通
验研究表明，进后的自组织ｈｙ控制器具有抗扰动性和稳定性好，节时间短等特点改调
ｔ￣ａｎ￣ｒｓ．ｃｇ（￣ｕｇｃｅｉｌｅ．ｘｃｓａｎｔ舶ｂｌｔ’ ｉｉ “，５
ｏ１ｓｔｌｄｉｈ’ ｒｅｔｂｔｍ（．ｅ
ＫＯｗｏｄ：ｒｓＲ
ｃｍｒｌＳ（７ｏｏ ”
Ｍｚ纠
ｌｅｔ；ｔ＿州ｒｄｎｉｃｉ／ａ￣ｚ，）一ｃｎｒｌｏｔｏ
，＝
其中，为晶闸管调压装置的调压放大系数。Ｋｎ
将（）Ｓ离散化，定Ｔ》Ｔ，ｏ采样周期。假ｏＴ为
丁垒
＿＿！
』Ｏ
＋垒 — 曼二

Fuzzy-PID复合控制器及其在温控系统中的应用的开题报告

Fuzzy-PID复合控制器及其在温控系统中的应用的开题报告一、研究背景随着科技和工业的发展，各种自动控制系统得到了广泛应用。

其中，温控系统是比较常见和重要的一种。

针对温控系统，需要设计一种能够实现精确控制、响应速度快且性能稳定的控制算法。

PID控制器常常被用于温控系统中，但是由于PID控制器的局限性，其控制性能有时无法满足要求，因此需要进一步改进。

目前，研究人员提出了一种新型的控制算法——Fuzzy-PID复合控制器。

该控制器将模糊控制和PID控制相结合，能够在一定程度上弥补PID控制器的缺陷，提高温控系统的控制精度和稳定性。

二、研究目的和意义本研究旨在探究Fuzzy-PID复合控制器在温控系统中的应用，以期能够进一步提高温控系统的控制精度和稳定性。

具体研究目标包括：1.研究Fuzzy-PID复合控制器的原理和优点。

2.针对温控系统的实际情况，设计并实现Fuzzy-PID复合控制器的控制算法。

3.通过对比实验，验证Fuzzy-PID复合控制器相对于传统PID控制器的优势和应用价值。

三、研究内容和方法1.研究Fuzzy-PID复合控制器的原理和优点通过对Fuzzy控制和PID控制的原理和特点进行对比和分析，探讨Fuzzy-PID复合控制器的合理性和可行性。

2.设计并实现Fuzzy-PID复合控制器的控制算法基于Fuzzy-PID复合控制器的原理和优点，根据温控系统的实际情况，设计实现该控制器的控制算法，包括输入输出变量的选择、模糊化处理原理、适配器设计、加权算法等。

3.通过对比实验，验证Fuzzy-PID复合控制器的优势和应用价值选取一台温控系统作为样本，对比传统PID控制器和Fuzzy-PID复合控制器的控制效果，从控制精度、响应速度、控制稳定性等方面进行对比分析，验证Fuzzy-PID复合控制器相对于传统PID控制器的优势和应用价值。

四、预期结果和意义本研究预期能够设计和实现一种新型的Fuzzy-PID复合控制器算法，能够提高温控系统的控制精度和稳定性，具有一定的实际应用价值。

FUZZY-PI控制器在水温控制系统中的应用

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第２５卷
第２期
天津
工业
大
学
学
报
Ｖ０．５ Leabharlann ｏ２１２．Ａｒ２０ｐｉ０６１
２００６年４月
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＮＪＮＯＬＹＴＥＣＨＮＩＵＮＩＴＩＩＰＣＶＥＲＳＴＹＩ
原理如图１所示．
好的控制效果．Ｊ相对传统ＰＩＤ控制，模糊控制不要
求准确的控制数学模型，因而灵活、适应性强．但是由于纯模糊控制器本质上是一种非线性ＰＤ控制，不具备积分作用，控制过程有时会出现不平滑现象，存在稳态误差『．４而采用ＦＺＹＰ控制兼顾了上述两种控］ＵＺ — Ｉ制方法的优点，增强了整个系统的鲁棒性．基于上述分析，本文采用了ＦＺＹ。ＩＵＺＰ复合控制器的双模态控制方式实现对水温的精确控制．
是ＰＤ控制¨．ＩＩｊＰＤ控制精度高，但需要确定数学模
型，并且参数整定的好坏直接影响控制效果．许多温度控制系统往往具有典型非线性、时滞的特点，对这类对象，若单纯采用ＰＤ控制，Ｉ效果并不很理想．这是由于ＰＤ调节器一般在控制点附近的小范围内才有比较Ｉ
ｃｍｐｓｔｏｔｏｌｒｉａｐｉｄｉｕｈｓｓｅｏｏｉｃｎｒｌｓｐｌｎｓｃｙｔｍ．Ｔｅｃｎｒｌｒｃｍｂｎｓｂｔｕｚｏｔｌｃａａｔｒｓｃｅｅｅｈｏｔｏｌｏｉｅｏｈｆｚｙｃｎｒｈｒｃｅｔｓｏｅｏｉｉｆｓｏｇａａｔｂｌｙ，ｇｏｙａｃｂｈｖｏｎｔｏｇｒｓｓｉｔｒｒｎｅａｉｔｎＩｏｔｌｈｒｃｅｓｉｓｏｔｎｄｐａｉｔｒｉｏｄｄｎｍｉｅａｉｒａｄｓｎｅｉｎｅｆｅｃｂｌｙａｄＰｎｒａａｔｒｔｆｒｔｅｉｃｏｃｉｃｄｓｅｌｇｓａｉｒｏ．Ｔｅｄｎｍｉａｄｓｔｕｌｙｏｅｃｎｒｌｙｔｍｓｉｒｖｄｌｒｅｙｎｔｅｓｐｒｉｐｌｎｔｔｅｒｒｈｙａｃｎｔｉｑａｉｆｈｏｔｓｅｉｍｐｅａｇｌ，ａｄｉｇｔｅ－ｉｃａｃｔｔｏｓｏ

模糊控制在主汽温控制系统中的应用

模糊控制在主汽温控制系统中的应用摘要：火电厂中主蒸汽温度过高或者过低均会危及安全生产，所以必须严格控制过热器出口蒸汽温度保持在额定范围，然而传统串级PID控制在处理大迟延被控对象上很难获得令人满意的控制效果。

为满足主蒸汽温度系统控制要求的快速性、稳定性、准确性和抗干扰性等，本文设计了一个PI并联通道的Fuzzy-PI 复合控制器并应用在600MW的主汽温串级控制系统中。

通过MATLAB仿真平台，采用传统串级PID控制和Fuzzy-PI复合模糊逻辑控制对被控对象分别进行仿真研究。

由仿真结果看出，本文所设计的主蒸汽温度模糊串级控制系统相对于传统串级PID控制系统表现更加稳定且控制性能更优，体现了模糊控制对主汽温串级控制系统具有较好的抗干扰能力，鲁棒性以及自适应性能。

关键词：主汽温；模糊控制；PID；串级控制0引言在火电机组控制中，主蒸汽温度的高低可直接影响锅炉安全稳定的运行，对能否使主蒸汽温度有效的进行控制使之安全的运行来说是很重要的。

但是，主汽温控制对象一般具有大迟延、大惯性的特点，其控制已经成为各个电厂生产过程控制系统中的一大难点。

至今为止在工业过程控制中大多采用常规PID控制[1]，然而对于滞后较大的系统，常规PID控制达不到令人满意的控制效果，因此就必须采用先进、合适的控制策略。

而模糊控制是一种新型的先进智能控制算法，它通过模糊语言变量、模糊集合论、模糊逻辑推理以及模糊规则去模拟人类的模糊推理和决策，不需要预先得知被控对象的精确数学模型，设计简单，响应速度快，抗干扰能力强，鲁棒性好。

基于以上优点将其应用到600MW的主汽温串级控制系统中，利用MATLAB软件，分别用常规PID控制和本文所设计的模糊控制算法进行仿真比较，并提出自己的见解。

1模糊控制器的设计1.1模糊控制的基本原理模糊控制的核心是模糊控制器并由计算机程序来实现，可这样描述它的算法：计算机经中断采样获得被控量的精确值，再将其与给定值比较求得误差信号e，通常把e的精确量模糊化变成模糊量后作为模糊控制器的一个输入量，用相应地模糊语言值表示。

fuzzy-pid算法在物位、温度控制中的应用

量值）为９．５。

Ｃ，这时要求加热器工作，从图上可以看出，上液罐的右下方有个绿颜色的矩形块表示加热器在工作，死区表示温度提前控制的区域。

在“液位控制”中，“液位设定值”为３０．０【『Ｉｍ‰０柱，通过上液罐垂直安装的压力传感器测量当前液位，而“当前液位”为３４．９姗也０柱。

这时在动念的情况下，水泵绿色表示水泵在工作，且进水管上是白色的细箭头，表示少量进水，出水管上是最粗的白色箭头，表示大量出水，使水位下降，当前值逼近设定值。

“阀门手动控制”可以直接设定后通过手操器设定阀门开度的大小。

图３－Ｉ现场控制界面Ｆｉｇ３－ｌＩｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｓｐｏｔｃｏｎｔｒｏｌ点击“ＰＩＤ设置”可以看到～个小界面，如３—２图。

在此界面上可以设定Ｐ、Ｉ、Ｄ参数的大小。

在“自动”时爿。

用此界面。

在图下方是温度历史、实时曲线与水位历史、实时曲线界面的切换按钮。

管理员可通过“用户登录”输入口令，这样才能运行该界面。

“注销”可以停止运行该界面。

“退出”可以退出该软件。

图３—２“ＰＩＤ设置”参数界面Ｆｉｇ３－２ＩｎｔｅｒｆａｃｅｏｆＰＩＤｓｅｔｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒ该界面上的相关元件设置、定义如下：厂邴：＼＼本站点＼水泵启停。

切换√按下时访问时间：１０“隐含”水泵停止（接通）：＼＼本站点＼水泵启停。

隐含厂丽夏ｉ磊］：填充属性：０．００红ｌ＿００绿＼＼本站点＼加热器通断打开“用户配置”选“无组”新建为增强水管上水流动的动画效果，这里布置了水流动画，其设置定义如下：水流动画有三种类型：最粗的Ｕ：隐含＼＼本站点＼水泵启停＝＝ｌ＆＆＼＼本站点＼水流动画＝＝１＆＆（＼＼本站点＼阀位设定值＞７０）；０显示中间的Ｕ：隐含＼＼本站点＼水泵启停＝＝ｌ＆＆＼＼本站点＼水流动画＝＝１＆＆（＼＼本站点＼阀位设定值＜＝７０）＆＆（＼＼本站点＼阀位设定值＞＝３０）；ｏ显示最纫的Ｕ：隐含＼＼本站点＼水泵启停＝＝Ｉ＆＆＼＼本站点＼水流动画＝＝１＆＆①温度历史趋势曲线：激活画面丌发系统，选择菜单“文ｍ新画面”，建立一个新的画面。

Fuzzy-PID在电阻炉温控系统中的应用与设计

片机进行实时系统数据处理和智能控制。既可作独立的单片机控制系统，可又与微机构成两级控制系统。Ｕ８５配ＡＤＣ４
将带有参数自整定功能的模糊控制
炉的技术改造，分析ＦｚｙＰＤ复合控引人到常规ＰＤ控制器，就能构成一种ｕｚ— ＩＩ
明显的不足，棒性能不理想，不能满值进行比较，根据控制误差ｅ误差变鲁且和
足快速升温和超调要求小的场合。
化率ｅ，经模糊ＰＤ自整定控制算法，ｃＩ
智能控制理论中出现的模糊控制，得出输出” 控制量” 信息。 ” 将控制字”信
制在电阻炉温控系统中的应用。
１控制策略的比较与选取
智能模糊温控系统。
２１系统硬件设计．
有６０Ｋ４Ｂ的非易失ＲＭ数据存储器，Ａ
系统整定参数、硬件部分由系统主控制模块、度用以存放温度设定参数、温常规的ＰＤ控制由于结构简单、Ｉ易采样、动执行、驱人机对话和接口扩展模控制误差和误差变量等信息。系统在定时中断下完成对温度的采集，ＡＤ转经／于实现、棒性好、态误差小等优点，块等组成见图ｌ示。电阻炉温度由热鲁稳所换后送主机进行模糊ＰＤ运算，主机响Ｉ被广泛应用于工业过程控制中，它对可电偶检测并输出温度信号，变送器、经电

利用Fuzzy-PID的参数进行半导体激光器恒温控制系统的设计实现

利用Fuzzy－PID的参数进行半导体激光器恒温控制系统的设计实现引言随着技术的发展，半导体激光器在各个领域的应用日益扩展。

在军事方面可用作激光引信、深海光通信等，半导体激光器是惟一能够用于弹上引信的激光器；在产业和技术方面半导体激光器是光纤通信系统的惟一实用化光源；在医疗和生命科学研究方面进行的激光手术治疗、生命科学研究也都与半导体激光器密不可分。

但是，半导体激光器的输出功率随温度有很大的变化，显然这不是人们所希望的。

因此如何精确控制其工作温度相当重要。

该文介绍具有代表性的基于Fuzzy－PID参数自整定的半导体激光器恒温控制系统的设计实现。

温控系统本身为一个大滞后系统，纯滞后可引起系统不稳定，且半导体激光器的阈值电流对温度变化相当灵敏，因此对其温度控制系统的精度要求较高。

设计中采用的Fuzzy －PID复合控制方式极大的弥补了单纯采用PID算法的不足，既具有模糊控制鲁棒性强、动态响应好、上升时间快、超调小的特点，又具有PID控制器的动态跟踪品质和稳态精度。

对PID参数的模糊自适应整定进一步完善了PID控制的自适应性能，在实际应用中取得了很好的效果。

1温控系统简述笔者所设计的小型半导体激光器的实用恒温控制系统由传感器、AT89C51单片机、执行机构（可控恒流源、半导体制冷器）及其他一些外围电路如键盘、显示及保护电路等构成闭环控制回路。

控制部分采用自整定Fuzzy－PID的复合控制使单片机输出PWM脉冲，进而控制执行机构输出到半导体激光器的电流量，实现小型半导体激光器的实用恒温控制系统。

上述提及的“参数自整定”是指系统中由于采用了模糊自适应PID控制算法，系统就可以在没有操作者干预的情况下根据控制系统的实际响应情况，运用模糊推理，自动实现对PID参数的最佳调整，从而以优化方式改变PWM输出波形的占空比，合理的控制恒流源的输出，使小型激光器工作温度保持恒定，从根本上实现自动控制，这也是设计该恒温控制系统的关键所在。