基于Smith算法的模糊PID控制器的设计

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基于MATLAB的模糊PID-Smith控制器的设计与仿真

基于MATLAB的模糊PID-Smith控制器的设计与仿真李静;周德俭;刘电霆;刘亮
【期刊名称】《人天科学研究》
【年(卷),期】2011(010)005
【摘要】针对工业控制中大惯性、纯滞后、参数时变非线性受控对象难于控制问题,结合Smith预估算法能有效克服纯滞后、模糊控制鲁棒性较强以及PID控制稳态精度高这三者的优点,提出了一种模糊PID-Smith控制器的设计方法,并将其应用于电机网络控制系统中。

MATLAB仿真结果表明,新的控制方案与传统的Smith控制器、Fuzzy-PID控制器相比,不仅具有满意的控制性能,而且具有较强鲁棒性和抗干扰性能,稳态精度高,对时变滞后对象具有良好的控制效果。

【总页数】3页(P31-33)
【作者】李静;周德俭;刘电霆;刘亮
【作者单位】桂林理工大学机械与控制工程学院,广西桂林541004;广西工学院机械工程系,广西柳州545063;桂林理工大学机械与控制工程学院,广西桂林541004;桂林理工大学信息科学与工程学院,广西桂林541004
【正文语种】中文
【中图分类】TP273.4
【相关文献】
1.基于MATLAB的结晶器液位模糊控制器的设计与仿真 [J], 刘建新;谌海霞
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德
3.基于MATLAB的模糊PID-Smith控制器的设计与仿真 [J], 李静;周德俭;刘电霆;刘亮
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5.基于MATLAB的模糊控制器设计与仿真 [J], 黄春香
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基于模糊PID算法的温度控制系统的设计

基于模糊PID算法的温度控制系统的设计基于模糊PID算法的温度控制系统的设计摘要：本文主要介绍了基于模糊PID算法的温度控制系统的设计。

首先介绍了温度控制系统的背景和重要性，然后详细介绍了PID控制算法和模糊PID控制算法的原理和特点。

接着，我们设计了基于模糊PID算法的温度控制系统，并进行了实验验证，测试了系统的控制性能。

最后，对实验结果进行了分析和总结。

关键词：温度控制系统；PID控制算法；模糊PID控制算法；控制性能1. 引言随着科学技术的发展和工业生产的进步，温度控制在各个领域都起着重要的作用，如工业生产中的温度控制、环境监测中的温度控制等。

传统的温度控制系统采用PID控制算法，能够较好地实现控制目标。

然而，对于存在非线性、时变性、模型不准确等问题的温度控制系统来说，传统的PID控制算法不一定能够获得满意的控制效果。

因此，引入模糊PID控制算法成为了一个研究热点。

2. PID控制算法和模糊PID控制算法的原理和特点2.1 PID控制算法的原理和特点PID控制算法是一种经典的控制算法，由比例、积分和微分三个部分组成。

具体来说，PID控制器根据当前的偏差，分别计算比例部分、积分部分和微分部分的控制量，最后将这三个控制量进行线性组合，得到最终的控制量。

PID控制算法具有简单、稳定性好等特点，被广泛应用于工业控制领域。

2.2 模糊PID控制算法的原理和特点模糊PID控制算法是PID控制算法与模糊控制算法相结合的一种控制方法。

模糊控制算法能够处理非线性、不确定性的系统，因此在对温度控制系统进行非线性控制时，模糊PID控制算法可以更好地适应系统的变化。

模糊PID控制算法的核心思想是将PID控制算法中的参数进行模糊化，使得控制器能够根据当前的控制误差和误差的变化率进行模糊推理，从而实现对温度控制系统的精确控制。

3. 基于模糊PID算法的温度控制系统的设计3.1 系统结构设计基于模糊PID算法的温度控制系统包括传感器、执行器、温度控制器等部分。

基于MATLAB的模糊PID-Smith控制器的设计与仿真

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整定规则如下：
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３桂林理工大学信息科学与工程学院，西桂林５１０）．广４０４

基于Smith预估模糊PID的控制温度系统的设计与仿真

第３７卷第４期２０２３年７月兰州文理学院学报(自然科学版)J o u r n a l o fL a n z h o uU n i v e r s i t y ofA r t s a n dS c i e n c e (N a t u r a l S c i e n c e s )V o l ．３７N o ．４J u l ．２０２３收稿日期:２０２３Ｇ０１Ｇ２０基金项目:安徽省科学研究重点项目(２０２２A H ０５２０００,２０２２A H ０５２００２);安徽三联学院校级平台重点研究项目(K J Z D ２０２２００６)作者简介:夏百花(１９８１Ｇ),女,安徽合肥人,副教授,硕士,研究方向为自动化．E Ｇm a i l :５５３７９７７５＠q q．c o m．㊀㊀文章编号:２０９５Ｇ６９９１(２０２３)０４Ｇ００５９Ｇ０５基于S m i t h 预估模糊P I D 的控制温度系统的设计与仿真夏百花,蒋龙云(安徽三联学院电子电气工程学院,安徽合肥２３０６０１)摘要:针对工业生产控制过程中的温度非线性㊁滞后大等缺点,设计了一种基于S m i t h 预估算法的模糊P I D 控制器．以一阶加滞后系统为例,通过对常规P I D 控制算法㊁S m i t h 预估控制算法和模糊P I D 控制算法的理论分析研究,提出了一种将S m i t h 预估控制和模糊算法相结合的控制方案应用于温度控制系统,并用S i m u l i n k 对温度控制系统进行仿真,得出常规P I D 控制算法对于滞后较大的系统无法适用,而采用S m i t h 预估模糊P I D控制算法的上升时间和调节时间分别减小了１s 和２s ．实验结果表明:基于S m i t h 预估的模糊P I D 控制算法在响应速度和调节过程中具有更大的优势．关键词:S m i t h 预估;模糊P I D ;大滞后中图分类号:T P １３㊀㊀㊀文献标志码:AD e s i gna n dS i m u l a t i o no f T e m p e r a t u r eC o n t r o l S y s t e mB a s e do nS m i t hE s t i m a t eF u z z y PI D X I A B a i Ｇh u a ,J I A N GL o n gＧY u n (S c h o o l o fE l e c t r o n i c a n dE l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ,A n h u i S a n l i a nU n i v e r s i t y,H e f e i ２３０６０１,C h i n a )A b s t r a c t :I nv i e wo f t h e s h o r t c o m i n g s o f t e m p e r a t u r e i n i n d u s t r i a l p r o d u c t i o n c o n t r o l pr o c e s s ,s u c ha s n o n l i n e a r i t y a n d l a r g ed e l a y ,a f u z z y P I Dc o n t r o l l e rb a s e do nS m i t h p r e d i c t i o na l g o Ｇr i t h m w a s d e s i g n e d ．T a k i n g t h e f i r s t Ｇo r d e r p l u s d e l a y s y s t e ma s a n e x a m p l e ,t h r o u gh t h e t h e Ｇo r e t i c a l a n a l y s i s a n dr e s e a r c ho f c o n v e n t i o n a lP I Dc o n t r o l a l g o r i t h m ,S m i t he s t i m a t ec o n t r o l a l g o r i t h ma n d f u z z y P I Dc o n t r o l a l g o r i t h m ,t h i s p a p e r p r o p o s e d a c o n t r o l a l go r i t h mt h a t c o m Ｇb i n e dS m i t h e s t i m a t e c o n t r o l a n d f u z z y a l g o r i t h mt o a p p l y t o t h e t e m p e r a t u r e c o n t r o l s ys t e m ,a n du s e dS i m u l i n kt os i m u l a t e t h e t e m p e r a t u r ec o n t r o l s ys t e m ,a n dc o n c l u d e dt h a t t h ec o n Ｇv e n t i o n a l P I Dc o n t r o l a l g o r i t h m w a sn o t a p p l i c a b l e t o t h e s y s t e m w i t h l a r g ed e l a y ,T h e r i s e t i m e a n d a d j u s t m e n t t i m e o f t h eS m i t he s t i m a t e f u z z y P I Dc o n t r o l a l g o r i t h m w e r e r e d u c e db y１s a n d ２s r e s p e c t i v e l y ．T h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e f u z z y P I Dc o n t r o l a l g o r i t h m b a s e do nS m i t h p r e d i c t i o nh a d g r e a t e r a d v a n t a g e s i n r e s p o n s e s p e e d a n d r e gu l a t i o n p r o c e s s ．K e y w o r d s :S m i t he s t i m a t e ;F u z z y P I D ;l a r g e d e l a y ㊀㊀工农业生产控制过程中,温度控制约占据工业控制系统的７０％以上,但这些被控对象普遍存在一些较为复杂的因素,如动态特性复杂㊁非线性㊁干扰强㊁滞后时间较大等[１]．若采取简单控制系统且控制器采用常规P I D 控制时,对温度的控制效果并不是很理想,因此必须寻求更加先进且有效的控制方法．1㊀Smtih预估模糊PID控制算法的理论基础1.1㊀控制系统数学模型建立一般情况下,温度控制系统都具有非线性㊁时滞大等特点,为了简化温度控制系统的数学模型,可近似用一阶惯性加纯滞后环节或二阶系统加纯滞后环节来表示．在本文中,温度控制系统的数学模型用一阶系统进行简化,假设其传递函数可表示为G(s)＝K０T０s＋１e－τs＝G０(s)e－τs,(１)其中:K０表示被控对象的静态增益;T０表示被控对象的惯性时间常数;τ表示被控对象的滞后时间常数．在大多数被控过程的动态特性中,通常用τ/T的比值大小作为衡量被控过程纯滞后的严重程度,若τ/T＜０．３,被称为一般滞后过程,对于这类系统,使用常规的P I D控制算法就可得到满意的控制效果;若τ/T＞０．３,则称为大滞后过程,此类系统需采用较为复杂的控制算法进行控制．本文中所讨论的被控对象为大滞后过程,即τ/T＞０．３的温度控制系统．1.2㊀Smith预估模糊PID控制算法理论基础对于大多数定值控制系统来说,需要将被控对象的实时参数与设定值之间进行比较得到偏差,然后根据偏差的大小送入控制器中进行控制,其控制规律通常选用常规P I D(比例㊁积分㊁微分)控制算法,优点在于其原理简单,易于参数整定, P㊁I㊁D３个参数之间相互分离㊁互不干扰,且在分析系统时,也不需要对系统进行复杂的建模分析和处理．随着工业生产过程中控制系统对精度要求的不断提高和被控对象的日益复杂,特别是滞后较大的系统来说,常规的P I D控制算法已经无法满足系统所需的稳定性和精度要求．为了解决这种情况,本文主要以模糊控制算法为基础,采用基于S m t i h预估算法的模糊P I D控制算法对温度系统实施更加精确的控制．(１)反馈控制算法理论基础反馈控制算法是指系统的输出直接作用于系统的输入端,与输入信号进行比较产生偏差后送入控制器中发出控制信号[５],其模型如图１所示．由图１可知系统输出量Y(s)为Y(s)＝G c(s)G v(s)G(s)１＋G c(s)G v(s)G(s)X(s)．(２)图１㊀反馈控制系统模型㊀㊀系统的特征方程为:D(s)＝１＋G c(s)G v(s)G(s)＝１＋G c(s)G v(s)G０(s)e－τs＝０,由于被控对象中存在着滞后环节e－τs项,因此会对系统的稳定性带来不利影响．(２)S m i t h预估控制算法理论基础S m i t h预估控制是一种针对于纯滞后系统设计的控制策略,其系统模型如图２所示．其基本思想[２]是:首先预先估计出被控过程的动态模型,然后引入一个和被控对象相并联的补偿器对被控对象的纯滞后时间进行补偿,使得被滞后了τ时间的被控量提前反馈到控制器的输入端,致使控制器提前发出动作,以减小系统超调,进而加速整个调节过程,从而对纯滞后时间进行削弱和消除．图２㊀S m i t h预估控制系统模型㊀㊀由图２可知此时的闭环传递函数为Y(s)X(s)＝{G c(s)G v(s)G０(s)e－τs}/{１＋G c(s)G v(s)G０(s)e－τs＋G c(s)G v(s)G０(s)(１－e－τs)}＝G c(s)G v(s)G０(s)e－τs１＋G c(s)G v(s)G０(s)．(３)从闭环传递函数可以看出,系统的特征方程D(s)＝１＋G c(s)G v(s)G０(s)＝０中已没有了e－τs 纯滞后项,即该系统与原系统相比已经消除了纯滞后对闭环系统稳定性的影响．(３)模糊P I D控制算法理论基础将S m i t h预估算法㊁常规P I D控制算法与模糊算法相结合就组成了模糊P I D控制算法,其控０６㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀兰州文理学院学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３７卷制系统模型如图３所示．图３㊀模糊P I D 控制系统模型㊀㊀本文选择的是目前使用较广泛的二维模糊P I D 控制器[３]．将模糊P I D 温度控制系统的给定温度X (s )与测量温度Y (s )之间的偏差记为E ,偏差变化率d e /d t 记为E C ．将E 和E C 作为二维模糊控制器的输入变量,其输出变量为P I D 控制器的参数K p ㊁K i ㊁K d 的修正量ΔK p ㊁ΔK i ㊁ΔK d ．假定E 和E C 的模糊论域为[－５,５],ΔK p ㊁ΔK i ㊁ΔK d 的模糊论域均为[－３,３],系统各参数论域如表１所列．表１㊀系统各参数论域表变量EE CΔK pΔK iΔK d基本论域[－１０,１０][－２,２][－１．５,１．５][－１．５,１．５][－３,３]模糊论域[－５,５][－５,５][－３,３][－３,３][－３,３]量化因子０．５０．４０．５０．５１㊀㊀采用七段式模糊的方法将输入变量和输出变量分解成７个模糊子集[４],其语言变量分别为:正大(P B )㊁正中(P M )㊁正小(P S )㊁零(Z O )㊁负小(N S )㊁负中(NM )和负大(N B )．常用的隶属度函数主要分为３类,即S 形(S M F )隶属函数㊁Z 形(Z M F )隶属函数和三角形(T R I M F )隶属函数,由于目前还没有较为成熟的方法来确定每个系统的具体隶属函数,因此本文选取计算量小㊁灵敏度高且稳定性好的三角形(T R I M F )隶属函数形作为模糊控制的隶属度函数,其曲线如图４所示．图４㊀E 的隶属度函数㊀㊀根据人的直接思维进行推理,采取系统输出的误差E 及误差的变化趋势d e /d t 来设计减小或消除系统误差的模糊控制规则．当误差E 较大时,在选择模糊控制量时应以减小或消除误差为主,而当误差E 较小但误差变化率变化较大时,模糊控制量的选择则应以在保证系统稳定的前提条件下,防止系统出现超调为主．根据专家和个人经验可得修正量ΔK p ㊁ΔK i ㊁ΔK d 的模糊控制规则如表２~表４所列．为了保证系统的稳定性㊁动态和稳态性能基本要求,由最大隶属度法可知,系统中所需的模糊P I D 控制参数,即比例㊁积分㊁微分的输出结果均在原始P I D 参数的基础上进行修正,其修正公式为K ᶄp ＝K p ＋ΔK p ,K ᶄi ＝K i ＋ΔK i ,K ᶄd ＝K d ＋ΔK d ．ìîíïïïï(４)2㊀仿真设计及结果分析假设某一温度控制系统的被控对象的数学模型为G (s )＝１２s ＋１e －３s ,(５)其中,静态开环增益K ０为１,时间常数T ０为２s ,滞后时间τ为３s ,由于τ/T ＝１．５＞０．３,因此系统被认定为大滞后系统．本文仿真均采用MA T ＧL A B 软件中的子模块S i m u l i n k 进行实现,利用其相应模块搭建控制系统原理图,如图５所示．图中点线㊁实线和点划线方框中分别表示常规P I D控制㊁S m i t h 预估控制和S m i t h 预估模糊P I D 控制的原理图．通过示波器观察系统仿真波形,并将３种仿真波形进行比较分析．假设原理图中信号输入模块s t e p 为单位阶跃信号１,代表输入温度值为３０度,其阶跃响应曲线如图６所示．图中,实线代表输入信号,长划线㊁点划线㊁虚线分别为常规P I D控制㊁S m i t h 预估控制和S m i t h 预估模糊P I D 控制的系统响应曲线．从图中可以看出,不管是哪种控制方式,系统总是在滞后时间３s 后才开始作出响应．１６第４期夏百花等:基于S m i t h 预估模糊P I D 的控制温度系统的设计与仿真表２㊀ΔK p模糊控制规则E E CN B P B P B P B P B P M P S０NM P B P B P B P B P M００N S P M P M P M P M０P S P S ０P M P M P S０N S N S NM P S N S N S０N S NM NM NM P M N S０N S NM NM NM N B P B００NM NM NM N B N B表３㊀ΔK i模糊控制规则E E CN B N B N B NM NM N S００NM N B N B NM N S N S００N S N B NM N S N S０P S P S ０NM NM N S０P S P M P M P S NM N S０P S P S P M P B P M００P S NM P M P B P B P B００P S P M P M P B P B表４㊀ΔK d模糊控制规则E E CN B P S N S N B N B N B NM P S NM P S N S N B NM NM N S０N S０N S NM NM N S N S０００N S N S N S N S N S０P S０００００００P M P B P S P S P S P S P S P B P B P B P M P M P M P S P S P B㊀㊀被控对象中由于τ/T＝１．５＞０．３,属于大滞后系统,从图６中可以看出,在常规P I D控制下,无论P,I,D取何值,系统的输出都无法达到一个稳定值,因此无法保证系统的稳定性要求,同时也可以看出常规P I D控制算法对于滞后较大的系统不适用．将S m i t h预估控制和S m i t h预估模糊P I D 控制的响应曲线从计算上升时间㊁调节时间和稳态误差３个参数进行对比分析,其结果如表５所列．由于此被控对象是一阶加纯滞后环节,因此系统响应过程中没有超调现象出现．从表５的数据可以看出,不管控制器采用S m i t h预估控制和S m i t h预估模糊P I D控制中哪一种算法,系统都可以在一段时间后进入稳定状态,且稳态误差几乎相同,但是动态过程则有所不同,与单纯的S m i t h预估控制算法相比,本文控制算法上升时间减小了１s,调节时间减小了２s,即后者响应速度更快,系统的动态调节过程就越快．表５㊀阶跃响应曲线参数对比算法上升时间/s调节时间/s稳态误差S m i t h预估控制１．５３０．０２S m i t h预估模糊P I D控制０．５１０．０２3㊀结语本文提出了一种将S m i t h预估控制算法和模糊控制理论相结合的P I D控制解决方案,实现了对工业温度控制系统中所需温度的精确控制．２６㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀兰州文理学院学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３７卷图５㊀系统仿真原理图图６㊀阶跃响应曲线从仿真结果可以看出,对于滞后较大的系统来说,常规P I D 控制算法已经无法保证系统稳定性的基本要求,与S m i t h 预估控制算法相比,本文方案在系统的响应速度和动态调节过程持续的时间上具有较大优势,可广泛适用于控制系统中滞后较大的情况,这对于工业控制中的温度控制向更加智能化㊁快速化的方向发展具有重要意义．参考文献:[１]潘永湘,杨延西,赵跃．过程控制与自动化仪表[M ]．第２版．北京:机械工业出版社,２００７．[２]张皓,高瑜翔．前馈反馈S m i t h 预估模糊P I D 组合温度控制算法[J ]．中国测试,２０２０,４６(１１):１３２Ｇ１３８,１６８．[３]吕宝传,高晓红,董帅帅．基于变论域模糊P I D 的供热系统设计和仿真[J ]．吉林建筑大学学报,２０２１,３８(６):７５Ｇ７９．[４]张峰,王强．基于模糊粒子群P I D 算法的温控系统研究[J ]．电子测量技术,２０２２,４５(３３):１０９Ｇ１１４．[责任编辑:李㊀岚]３６第４期夏百花等:基于S m i t h 预估模糊P I D 的控制温度系统的设计与仿真。

基于MATLAB的模糊PID-Smith控制器的设计与仿真

基于MATLAB的模糊PID-Smith控制器的设计与仿真摘要：针对工业控制中大惯性、纯滞后、参数时变非线性受控对象难于控制问题，结合Smith预估算法能有效克服纯滞后、模糊控制鲁棒性较强以及PID控制稳态精度高这三者的优点，提出了一种模糊PID Smith控制器的设计方法，并将其应用于电机网络控制系统中。

MATLAB仿真结果表明，新的控制方案与传统的Smith控制器、Fuzzy PID控制器相比，不仅具有满意的控制性能，而且具有较强鲁棒性和抗干扰性能，稳态精度高，对时变滞后对象具有良好的控制效果。

关键词：网络控制系统；纯滞后；模糊PID；Smith控制；模糊PID Smith控制器0 引言PID控制是一种典型的传统反馈控制器，具有结构简单、鲁棒性好和易于实现等优点,被广泛地应用于工业过程控制。

在网络化控制系统中，传统PID控制器的参数的调整对被控对象的数学模型依赖较大，并且控制过程中的滞后性、控制参数的非线性和高阶性也增加了对控制参数的调整难度。

而模糊控制系统正是由于它不依赖于工业对象模型,具有较强的鲁棒性，近年来被广泛的应用到网络化控制系统领域。

本文在模糊PID控制的基础上，结合传统的Smith控制对时滞过程控制的有效性，提出了模糊PID Smith控制方案，并对直流伺服电机控制系统进行实例仿真分析，证明了该方案的有效性。

1 模糊PID控制器的设计1.1 模糊PID控制器PID参数模糊自整定是在常规PID控制的基础上，应用模糊集合理论建立参数K\-p、K\-i、K\-d与偏差e和偏差变化率ec 间的函数关系。

其结构图如图1所示。

参数K\-p、K\-i、K\-d与偏差e和偏差变化率ec间的函数关系如下：K\-p= K′\- p+ΔK\-p= K′\-p+{e,ec }\-pK\-i = K′\-i+ΔK\-i= K′\-i+{e,ec }\-iK\-d= K ′\-d+ΔK\-d= K′\-d+{e,ec }\-d其中，K′\-p，K′\-i，K′\-dΔK\-pΔK\-iΔK\-d为参数的修正值。

基于Smith 预估型模糊PID 温度控制系统的设计

究。文献[1] 设计一种常用的 Fuzzy鄄PID 算法控制杂,成本较高,参数控制困难,难以在保证系统性能
ห้องสมุดไป่ตู้系统温度,对 PID 整定值进行在线调整,使其具有较的前提下,提高操作可行性。
好的适应能力。文献[2] 建立了模糊神经网络 PID
为提高温控系统性能,解决温控系统中产生超
算法的结构模型,在模糊 PID 算法中引入神经网络调量较大的扰动,响应时间较长等问题[7] 。设计一
图 1摇模糊控制流程图 Fig. 1摇 Fuzzy control flow chart
一般情况下,温度模糊控制系统选择预定温度和实际温度的偏差 e 及偏差变化率 ec 作为模糊控制器的输入,系统的决策部分选用的是 Mamdani 算法。规则库是由若干条控制规则组成,按照 IF…is …and…is…THEN…is…的形式表达。根据实践经
2摇模糊 PID 及 Smith 预估器
2郾 1摇模糊 PID 模糊控制是基于模糊逻辑的描述一个过程的
控制算法,缺点是难以消除稳态误差, 稳态精度较低[11] 。因此,在传统 PID 算法中引入模糊推理算法,加快响应速度,提高系统的稳定性,是一种常见的控制方法。具体传统 PID 控制流程如图 2 所示。
整。文献[4]提出了一种综合滤波算法用来消除噪声对温度信号的干扰,对电压信号进行滤波消噪处理,利用综合滤波算法为基础并辅以模糊自适应 PID 控制温度,此方法可消除多数噪声。文献[5] 方法通过蚁群算法获取一组最佳的 PID 系数 Kp、Ki、 K d ,具有良好寻优的特性, 在规定范围内进行高效启发式搜索找到最优解。但上述控制系统操作复

定量水分控制系统模糊Smith-PID控制器的设计与仿真

ｑｕｎｉｉａｉｎａｄｍｏｓｕｅｙｓｅ，ｔｅａｐｔｖｕｚＰＤｍｅｈｏａｔｆｃｔｏｎｉｔｒｓｔｍｈｄａｉｅｆｚｙＩｔｄｗａｓｒｐｓｄａｅｏｔｅｍｉｃｎｔｕｔｎｎｇｖｓｈｅｐｏｏｅｂｓｄｎｈＳｔｏｓｒｃｉａｄｉｅｔｈｏｓｒｃｕｅａｄｄｓｇｒｃｓｆｔｉｙｔｍ．ｄｓｍｕａｅｈｙｓｅｂｙＭＡＴＬＡＢ．ＴｈｅｕｌｓｓｗｈｔｔｅｓｒｔｇａｃｅｅｔｕｔｒｎｅｉｎｐｏｅｓｏｈｓｓｓｅＡｎｉｌｔｄｔｅｓｔｍｅｒｓｔｈｏｔａｈｔａｅｙｃｎａｈｉｖａｃｒｔｏｒｌｏｈａｔｃｔｏｎｉｔｒｖｎｗｈｎｔｅｐｒｍｅｅｓｏｈｄｅｒｈａｇｄｃｕａｅｃｎｔｏｆｔｅｑｕｎｉａｉｎａｄｍｏｓｕｅｅｅｅｈａａｔｒｆｔｅｍｏｌａｅｃｎｅ，ｉｆＫｅｙｗｏｄｓ：ｕａｉｃｔｏｎｒｑｎｔｆａｉｎａｄｍｏｉｔｅｓｔ — ＤｆｚｙｃｎｒｌｄｃｕｐｉｇｉｓｕｒｍｉｈＰＩｕｚｏｔｏｅｏｌｎ
Ａｂｔａｔ：ｏｓｄｒｎｅｎｎｉｅｒｙ，ｎｅｆｒｎｅａｄｃｕｌｇｓｒｕ，ｔｅａｆｔｅｐｐｒｍａｉｇｎｔｅｂｓｓｏｅｐａａｙｉｏｅｓｒｃＣｎｉｅｉｇｔｏｌａｉＩｔｒｅｅｃｎｏｐｉｅｉｓｉｄｌｙｏａｅ — ｋｎＩｏｈａｉｆｄｅｎｌｓｆｔｈｎｔｎｏｍｅｈｓｈ

FIMU温度的模糊自适应PID.Smith控制

FIMU温度的模糊自适应PID.Smith控制
进行温度控制是提高基于光纤陀螺的惯*测量单元(FIMU)测量精度的重要手段.温控对象具有大惯*和大延迟等特*,难以取得满意的控制效果.在分析了常用温度控制方法的基础上,本文将模糊自适应整定PID控制与Smith预估控制方法相结合,在FIMU中采用模糊自适应整定PID-Smith的温度控制策略.该方法加快了系统的响应速度,很好的解决了控制系统的滞后问题.对高精度FIMU温度控制系统的*研究表明:该方法的控制品质良好,具有较强的鲁棒*,能适应环境参数的变化.本文研究也可用于其它大滞后高精度控制系统设计.。

对Smith预估器中的模糊PID控制器分析修改

大连民族大学本科毕业设计外文翻译学院：机电工程学院专业（班级）：自动化121学生姓名：王硕指导教师：王娟译自：J. Cent. South Univ. Technol. (2010) 17: 566−571Smith预估器中的模糊PID控制器分析与整定摘要模糊PID控制分析方法被提出来是为了拓宽Smith预估器的应用性和它的鲁棒性。

模糊PID控制器被表示为滑模控制。

基于Lyapunov理论，Smith预估器可以在时域范围内分析预测。

模糊PID控制器参数可以在传统的线性控制理论和滑模控制理论中获得并且已经实施仿真实验。

仿真结果表明模糊PID控制器的控制性能，鲁棒性和稳定性优于那些在Smith预估器中的PID控制器。

关键词：Smith预估器；Lyapunov理论；模糊PID控制器；鲁棒性1 介绍目前许多工业过程中存在延迟时间，例如化工、炼油、冶金和热工程过程[1−4]。

对于那些过程，Smith预估器是一种众所周知的有效延时时间补偿器[5−6]。

因此，Smith预估器被广泛的应用于基于比例积分微分（PID）控制的工业过程控制。

它需要控制对象精确的数学模型。

然而由于噪声和干扰等原因，在实际工业领域中不可能得到精确的数学模型。

众所周知在这种复杂的坏境中，因为模糊PID控制器固有的鲁棒性使它具有更好的性能[7−10]。

尽管模糊PID控制器在Smith预估器中控制性能优于常规PID控制器，但是它无法解释为什么模糊PID控制器可以提供良好的性能[11−12]。

其中一个关键原因是因为基本分析理论对于模糊PID控制器是不适用的。

由前面的讨论，一种被用于Smith预估器的模糊PID控制器的分析调整方法被提出。

它分析了模糊PID控制器的鲁棒性。

这种基于模糊PID控制器的Smith预估器具有良好的鲁棒性，例如它能比常规的PID控制器处理更多的不确定性。

利用Lyapunov理论可以得到模糊PID控制器的参数。

2.问题的提出2.1Smith预估器Smith预估器，如图2.1所示，被分为两个部分，主控制器C和预测结构。

基于Smith预估模糊PID控制的加热器温控系统

加热器是石油、工、化电力、冶金等工业生产过程中重要的加热设备。为保证生产过程正常进行，需对加热器出口温度进行定值控制，热器出口温加
法对时滞性的补偿能力．提出一种Ｓｉｍｔｈ预估模糊
ＰＤ复合控制方案，用模糊自适应ＰＤ控制器，Ｉ采Ｉ并
由Ｓｔｍｉｈ预估器来实现温度对象纯滞后特性动态补偿。实际运行结果表明本方案提高了加热器出口温度的控制精度，降低了述温控系统的硬件配置和软件实现．实际运行结果表明该方案有效提高了系统的抗干扰能力和适应参数变化的能力，有鲁棒性强、态响应快及稳态精度高的优点。具动
关键词：糊Ｐ０参数自整定；ｍｔ预估器；热器模１；Ｓ１ｈ加中图分类号：Ｐ７Ｔ２３文献标志码：Ａ
性导致的工况复杂、制难度大的问题，出一种Ｓ５ｈ估模糊Ｐ１控提ｍｃ预Ｄ复合控制方案，用模利
糊控制规则实现ＰＤ的３参数在线自整定．采用Ｓｔ预估器对温控系统的纯滞后进行补Ｉ个ｍｉｈ
文章编号：０ｌ９４（０２０ —０９０１０一９４２１）６０４－４
基于ＳｍＩｔｈ预估模糊Ｐ控制的加热器温控系统ｌＤ
王春艳
（山东省工会管理干部学院，南２００）济５１０

基于Smith模糊PID控制算法的炉温控制系统

2009年　第4期仪表技术与传感器I nstru ment Technique and Sens or 2009　No 14　基金项目:湖南省教育厅资助科研项目(07D071)收稿日期:2008-06-20　收修改稿日期:2008-12-11基于Sm ith 模糊PID 控制算法的炉温控制系统文定都,何　玲(湖南工业大学冶金校区电气工程系,湖南株洲　412000) 摘要:针对电加热炉温度控制系统,研究了S m ith 模糊P I D 复合控制方法。

该控制方法利用S m ith 预估算法克服纯滞后,利用模糊控制来提高系统的鲁棒性,利用P I D 控制来提高稳态精度。

在模型匹配和失配情况下进行了仿真研究,结果表明复合式控制器具有良好的稳定性和鲁棒性。

实际运行结果也表明,对于大时间滞后的电加热炉温控系统是一种实用而简便的控制方法。

关键词:电加热炉;温控系统;P I D ;模糊控制;S m ith中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1002-1841(2009)04-0107-02Tem pera ture Con trol Syste m of FurnaceBa sed on S m ith Fuzzy 2P I D Con trol A lgor ith mW E N D ing 2du,HE L ing(Electr i ca l Eng i n eer i n g D epart m en t,College of M et a llurg i ca l Technology,Hunan Un i versity of Technology,Zhuzhou 412000,Ch i n a)Abstract:Based on the te mperature contr ol syste m of electrically heating furnace,a method was studied on S m ith fuzzy 2P I D comp lex contr ol .S m ith p redict or algorith m compensates f or the ti m e delay and fuzzy contr ol was used t o enhance the r obustness of the syste m and P I D algorith m s were used t o i m p r ove the p recisi on of syste m when it was steady .The si m ulati on of the ne w contr ol algorith m was studied under the conditi on of modelmatching and un matched model .The si m ulati on shows that the ne w contr ol algo 2rith m has a better characteristic of stability and r obustness .The p ractical results show it is an app r op riate and si m p le contr olmethod f or the syste m with pure ti m e delay .Key words:electrically heating furnace;temperature contr ol syste m;P I D ;fuzzy contr ol;S m ith 1　S m ith 预估P I D 控制算法S m ith 预估控制最早是由S m ith O J M 在1958年提出的。

基于Smith预估的模糊PID串级中央空调水系统控制

制．对一次泵水系统，用一种带Ｓｔ估的模糊ＰＤ复合串级控制系统，最不利支路针采ｍｉｈ预Ｉ对
上压差和冷水机组回水温度进行串级优化控制．主控制器采用模糊ＰＤ参数自调整控制器．Ｉ
为消除纯延迟，回路中加入Ｓｔ估控制器．ｔｂ仿真结果表明，的串级控制系统相副ｍｉｈ预Ｍａｌａ新比常规ＰＤ控制，Ｉ响应速度快，具有良好的静态性能．
张荷芳等；基于Ｓｔｍｉｈ预估的模糊ＰＤ串级中央空调水系统控制Ｉ
３１３
控制为副回路，回路控制对象为冷源侧的回水温主度，这样既解决了压差设定值难的问题，时又避同免温度的大滞后．
于阀门开度的减小，起支路两端的压差增大，引压差控制器根据温度控制器给定的压差输出值与实际压差的偏差快速调节降低水泵频率［．４当扰动量］不大，过副回路及时调整一般不影响回水温度，经
关键词：中央空调；糊ＰＤ控制；ｍｉ模ＩＳｔｈ预估；串级控制
中图号：Ｔ２３Ｐ７
文献标志码：Ａ
在空调系统实际运行过程中，由于受各种因素
变化的影响，设备绝大部分时间内在远低于额定负荷的情况下运转．于楼宇空调水系统，对当前常规
回水管
制特性基本上依赖于操作人员的经验，因此在部分

基于遗传算法优化的模糊PID-Smith控制方法的研究的开题报告

基于遗传算法优化的模糊PID-Smith控制方法的研究的开题报告一、选题背景PID控制器是工业中最为广泛应用的控制方法之一，具有结构简单、易于实现、调节简便等优点。

但传统PID控制器具有参数调节困难、容易出现超调等缺点，不能满足大多数控制系统需求。

因此，近年来研究者在传统PID控制器的基础上进行改进，其中模糊PID控制是一种较有代表性的改进型PID控制器之一。

模糊PID控制器能够较好地对系统的动态性能进行控制，能够在不确定或不清楚系统模型情况下进行控制，但控制性能仍不尽人意。

Smith预估补偿技术能够改善模糊PID控制器的动态响应和鲁棒性能，但又带来了新的参数调节问题，降低了实际工程应用的实用性。

因此，本研究拟在模糊PID控制器的基础上，引入遗传算法类优化算法，快速求解参数优化问题，进一步改善模糊PID-Smith控制器的控制性能，使之能够更好地应用于实际工程中。

二、研究内容本研究将围绕模糊PID-Smith控制器进行深入研究，重点包括以下内容：1. 模糊PID-Smith控制器原理及动态性能研究，建立控制器动态模型；2. 遗传算法及其变种算法的原理、评价方法、遗传基因编码方案、交叉操作、变异操作等进行总结并掌握；3. 将遗传算法类优化算法引入模糊PID-Smith控制器的参数优化中，提高优化速度和精度；4. 设计算法实验平台，通过仿真实验以及实际控制实验来进行实验验证研究成果。

三、研究意义通过本研究，能够将优化算法引入模糊PID-Smith控制器中，实现控制性能的最优化，大大提高控制系统的性能，降低了调试难度，使之能够更好地应用于实际工程中。

四、研究方法本研究主要采取理论分析和实验验证相结合的方法。

首先，对模糊PID-Smith控制器和遗传算法进行Matlab仿真，验证理论后，利用LabVIEW平台建立实际硬件系统，进行控制实验，验证算法的实用性和可行性。

五、预期成果本研究通过理论分析和实验验证，获得以下预期成果：1. 深入研究模糊PID-Smith控制器的原理及动态性能，建立控制器动态模型；2. 总结遗传算法及其变种算法的原理、评价方法、遗传基因编码方案、交叉操作、变异操作等，设计遗传算法类优化算法；3. 提出将遗传算法类优化算法引入模糊PID-Smith控制器的参数优化中，实现控制性能的最优化，提高约束控制系统控制性能；4. 设计算法实验平台，通过仿真实验以及实际控制实验来进行实验验证研究成果。

基于MATLAB的模糊PID控制器的设计

基于MATLAB的模糊PID控制器的设计模糊PID控制器是一种能够根据系统的实际输出和设定值之间的误差来决定系统的控制量的控制器。

它结合了传统的比例、积分和微分控制器的优点，并通过模糊逻辑来优化控制效果。

在MATLAB中设计模糊PID控制器，我们需要先确定控制系统的模型。

假设我们要设计一个温度控制器，温度传感器测得的温度与设定值之间的误差可以作为输入。

根据传感器的精度和系统的响应特性，我们可以确定模糊PID控制器的参数范围和输出范围。

首先，我们需要定义模糊PID控制器的输入和输出的模糊集合。

例如，温度误差可以划分为“负大”、“负中”、“负小”、“零”、“正小”、“正中”和“正大”等模糊集合。

根据经验和系统要求，可以设定每个模糊集合的范围和模糊隶属度函数。

接下来，我们需要确定模糊PID控制器的规则库。

规则库定义了根据输入的模糊集合和模糊规则来决定输出的模糊集合。

例如，如果温度误差为“负大”且误差变化率为“正中”，则输出的控制量可以设定为“增大”。

在MATLAB中，可以使用Fuzzy Logic Toolbox工具箱来设计模糊PID控制器。

首先，需要创建一个fuzzy对象，用于描述模糊逻辑系统。

然后，可以使用addInput、addOutput和addRule等函数来定义模糊逻辑系统的输入、输出和规则。

可以根据系统的要求调整模糊集合的范围和模糊隶属度函数，以及规则库的定义。

在完成模糊逻辑系统的定义后，还需要确定模糊PID控制器的输出转换函数。

输出转换函数将模糊控制量转换为实际控制量。

通常，可以使用一些常用的转换函数，如线性转换、二阶转换等。

最后，可以使用simulate函数或evalfis函数来模拟模糊PID控制器的输出。

simulate函数可以模拟模糊逻辑系统的整个过程，包括输入的模糊化、规则推理和输出的去模糊化。

evalfis函数可以直接计算模糊逻辑系统的输出。

通过以上步骤，我们可以在MATLAB中设计一个基于模糊逻辑的PID 控制器，并进行模拟和优化。

一种模糊PID_Smith污水处理的控制方法

(l 当误差 E 很大时说明实际值与设定值相差很 ) 大, 不论误差下一步的变化趋势如何, 都应该使得控制
器的凡取最大值, 这样可以提高响应速度, 同时为避免
积分和微分饱和, 凡可取较小值, 为了控制超调, 凡取
K
KC
糊
在线整足 K 凡 i
也应该取值很小; (2 ) 误差 E 在中间值时说明误差在逐渐的减少,
不同要求; Sm it 预估器相应的修正控制对象, P D 控制 h I 部分控制系统
三输出 ( 斌尸A ,K , E C 和输出
N s Z , PS P M , PB }; 同时确定各模糊子集的隶属度 , , 函数为三角形, 其中的符号分别代表负大, 负中, 负小, 零, 正小, 正中, 正大; 基本论域均为卜 6 , 模糊变量 6, ] 为卜一一一一一 o, l, 2, 3, 4, 5, 6} 去模糊采用重心 6, 5, 4, 3, 2, l, 法 (C e t o d n rf ) 根据 P D 参数的整定原则及模糊子集的 I 变量名可得 3 个模糊规则表I ] 6
l den (s) )
习
间, G (:) 代表控制器的传递函数, 氏 (s 代表对象模型 c ) 中不含纯滞后部分的传递函数,
后部分
I
d en(s )
. 33
PID 参数整定
在 P D 控制环节中, 调节器的动作规律由以下公式 I
F ig 滩 S im u la tio n d ia g r m o f 几 zZ a y P ID 一 m i . S th
系统
图 1 S B R 实验装置图
在实验装置中, 首先将污水引入调节池 , 通过进水泵把水抽进潭水池和 SB R 反应池反应池中有一个筛管连接着鼓风机, 由鼓风机给反应池里面输入氧气池上有一个 D O 传感器 , 用来检测池中的溶解氧值反应经

基于Smith预估的模糊PID主动队列管理算法研究

ｅｖｒｎｎ．ｎｉｏｍｅｔ
Ｋｅｏｄ：ｃｎｅｔｎｃｎｒｌａｔｅｑｅｅｎｇｍｅｔ（Ｍ）ｓｔｒｄｃｒｆｚＩｏｔｌｌｇ —ｅｙｅｒｓｙｗｒｓｏｇｓｏｏｔ；ｃｖｕｕａｅｎＡＱ；ｍｉｐｅｉｔ；ｕｚＰＤｃｎｏ；ａｅｄｌｔｋｉｏｉｍａｈｏｙｒｒａｎｗｏ
ｔｎｅｐｃｅｅｇｈＩｃｕｄａａｔｔｅｄｓｒａｃａｓｄｂｕｓａｄｎｎｌｓｉａｆｃａｄｂｕｔｂｅｆｒｄｎｍｉｅｏｋｏａｘｅｔｄｌｎｔ．ｔｏｌｄｐｈｉｕｂｎｅｃｕｅｙｂｒｔｎｏｅａｔｔｆ，ｎｅｓｉｌｏｙａｃｎｔｒｔｃｒｉａｗ
（空军工程大学电讯工程学院，陕西西安７０７）１０７
摘要：为解决网络拥塞控制系统中由于网络大时滞对主动队列管理算法产生不利影响的问题，出了一种基于Ｓｉ预估提ｍｔｈ
的模糊ＰＤ主动队列管理算法。该算法将Ｓｔ预估控制与模糊控制相结合，利用Ｓｔ预估器补偿网络时滞，同时运用模Ｉｍｉｈｍｉｈ
适应突发流和非弹性业务流的干扰，用于动态变化的网络环境。适
关键词：塞控制；主动队列管理；Ｓｔ预估；模糊ＰＤ控制；大时滞网络拥ｍｉｈＩ
中图法分类号：Ｐ９Ｔ３３

时滞系统的双自由度Smith模糊PID控制器设计与仿真

时滞系统的双自由度Smith模糊PID控制器设计与仿真孙立强;郑恩让【摘要】Smith fuzzy PID control was applied to time-delay system .Adding double-freedom parameters at controller ’ s input end can reduce both maximum overshoot and accommodation time of the system dynamic re-sponse and can enhance anti-jamming capability;improving fuzzy PID controller ’ s structure can decrease the difficulty in parameterssetting .Simulation result proves the effectiveness of the algorithm designed .%针对大时滞系统采用Smith模糊PID算法控制，在控制器的输入端加入给定双自由度调节参数，有效地减小系统动态响应的最大超调量和调节时间，增强系统的抗干扰能力。

通过改进模糊PID控制器结构解决控制器参数耦合的问题，降低了参数整定的难度。

仿真研究验证所设计算法的有效性。

【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P486-488,523)【关键词】Smith模糊PID控制器;双自由度;时滞系统【作者】孙立强;郑恩让【作者单位】陕西科技大学电气与信息工程学院，西安 710021;陕西科技大学电气与信息工程学院，西安 710021【正文语种】中文【中图分类】TH865模糊PID控制器是传统的PID控制与模糊控制相结合形成的一种智能控制器，它融合了PID控制器不依赖对象数学模型及模糊控制器良好的知识表达能力等优点[1]，合理地设置控制器的参数能够对大时滞过程取得理想的控制效果。

基于Smith预估模糊PID的浮选液位控制系统设计

基于Smith预估模糊PID的浮选液位控制系统设计
徐昊;刘海增
【期刊名称】《山东煤炭科技》
【年(卷),期】2024(42)2
【摘要】浮选机内液位高低影响着浮选效果和生产稳定性,针对煤泥浮选中浮选机液位对浮选结果产生的影响,结合浮选液位控制系统的特点及其性能要求,采用了一种将Smith预估控制、模糊控制、PID控制结合的液位控制系统,并利用MATLAB 中Simulink模块设计浮选液位仿真模型,进行仿真分析,同时改变液位以测试系统的稳定性。

通过对传统PID、模糊PID及Smith预估模糊PID控制算法进行比较可知,液位控制系统采用Smith预估模糊PID算法,其控制效果由于传统PID和模糊PID控制,调节时间更短,稳定性更强,提高了浮选机液位的稳定性,能更好地满足浮选过程对液位的要求。

【总页数】5页(P156-160)
【作者】徐昊;刘海增
【作者单位】安徽理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TD94
【相关文献】
1.基于模糊PID的Smith预估碱液温控系统
2.基于Smith预估补偿的自适应模糊PID控制在换热器出口温度控制中的应用
3.模糊免疫PID-Smith控制器及其在液
位控制中的应用4.基于Smith预估模糊PID的氨法脱硫控制策略5.基于Smith预估模糊PID的控制温度系统的设计与仿真
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基于Smith预估模糊PID控制的加热器温控系统

基于Smith预估模糊PID控制的加热器温控系统王春艳【期刊名称】《自动化与仪表》【年(卷),期】2012(27)6【摘要】In order to the heater outlet temperature has the characteristics of big lime-delay,big time—varying,nonlinear, and hard to get an accurate mathematical model lead to complex conditions,a temperature control system based on Smith fuzzy-PID control was proposed,which achieves the three parameters of PID self- tuning by using fuzzy rules,and compensates the pure lag of the heater outlet temperature by using Smith predictor. Hardware configuration and software implementation were analyzed in detail. The applications itsults show the system improves the anti-interference ability and adaptability to parameters' changing;it has the advantages of stronger robustness,faster response and higher static accuracy.%针对工业加热器出口温度具有大滞后、大时变、非线性以及精确模型难以建立等特性导致的工况复杂、控制难度大的问题,提出一种Smith预估模糊PID复合控制方案,利用模糊控制规则实现P1D的3个参数在线自整定,采用Smith 预估器对温控系统的纯滞后进行补偿.详细阐述温控系统的硬件配置和软件实现,实际运行结果表明该方案有效提高了系统的抗干扰能力和适应参数变化的能力,具有鲁棒性强、动态响应快及稳态精度高的优点.【总页数】4页(P49-52)【作者】王春艳【作者单位】山东省工会管理干部学院,济南250100【正文语种】中文【中图分类】TP273【相关文献】1.基于Smith模糊PID控制算法的炉温控制系统 [J], 文定都;何玲2.基于Smith预估器和自适应模糊PID的温控系统 [J], 许玉忠3.基于Smith预估的模糊自适应主汽温控制系统 [J], 平玉环;管志敏;李宗耀4.基于改进Smith预估控制器的温控系统 [J], 尚志武; 李成5.基于改进Smith预估补偿的智能滴灌系统模糊PID控制 [J], 王正;孙兆军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于Smith 预估补偿模糊 PID算法的航空发动机控制

基于Smith 预估补偿模糊 PID算法的航空发动机控制一摘要20世纪后航空发动机智能控制代表着发动机控制的发展方向，该方面的研究在理论和实践上均具有较大的意义。

本文以某型混合排气涡扇发动机为研究对象，介绍了基于Smith 预估补偿模糊PID算法的控制系统。

二绪论航空发动机控制系统已是一个多变量、时变、非线性、多功能的复杂系统，其性能的优劣直接影响发动机及飞机的性能。

时滞特性在工业生产过程中普遍存在，当物料和能量进行传输时就形成时滞现象。

由于时滞特性的存在使扰动不能被即时察觉，控制作用需长时间才能反映到对象输出量上，产生较大的超调和振荡，控制系统的稳定性降低，导致控制品质受到严重影响。

O．J．Smith提出了一种预估补偿控制方法来控制含有时滞环节的现象理论上解决了时滞系统的控制问题，但这种控制器必须依赖于在实际中很难获得的被控对象的精确数学模型，因而难以对时变时滞系统进行良好控制。

在实践中，人们开始逐渐的认识到通过手动操作的经验能很好的调节控制系统，达到控制目标，因此产生了模糊控制方法。

模糊控制方法的模糊逻辑是由专家提供语言信息并将其转化为控制策略的系统推理方法，能解决许多复杂而没有精确数学模型系统的控制问题。

本文选择模糊PID控制作为研究重点，结合Smith预估控制方法，设计一种不苛求对象模型、具有滞后补偿、抗干扰能力强且鲁棒性好的智能控制器。

三航空发动机 Smith 预估补偿模糊 PID 控制3.1模糊控制3.1.0模糊控制性质模糊控制比常规控制具有较强的鲁棒性，被控对象参数的变化对模糊控制的影响不明显，可用于非线性、时变和时滞系统的控制，完全是在人员控制经验基础上实现对系统的控制，无需建立被控对象的数学模型，是解决不确定系统的一种有效途径。

对于给定系统而言，其语言实际应用中还将模糊控制与PID控制相结合，以提高控制品质。

3.1.1模糊控制原理模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算机智能控制，其基本原理如图3．1所示。