模糊控制器介绍

模糊控制器介绍

例、已知()()

0.525

123s G e s s s -=

+++，分别设计PID 控制与模糊控制，使系统达

到较好性能，并比较两种方法的结果。

具体要求：

1、分别采用fuzzy 工具箱和编程实现模糊控制器。

2、分析量化因子和比例因子对模糊控制器控制性能的影响。

3、分析系统在模糊控制和PID 控制作用下的抗干扰能力(加噪声干扰)、抗非线性能力(加死区和饱和特性)以及抗时滞的能力(对时滞大小加以改变)。

4、讨论系统在模糊控制和PID 控制作用下的时间参数和结构变化下的抗干扰能力。

模糊控制部分大作业旨在利用模糊控制器和PID 控制器实现对已知系统的控制，分别得到较好的控制效果。然后改变系统的参数、结构或者加入非线性环节，以验证模糊控制器的鲁棒性能。以下是作业过程：

1、PID 控制

考虑到系统中存在纯延迟环节，使得系统的稳定性大大降低。如果系统的反馈信号没有延迟，系统的响应特性将会得到很好的改善。因此，对于存在纯滞后环节的系统，特别是大延迟过程，一般采用Smith 预估控制，即将纯滞后补偿模型与PID 控制器并接。本题中，延迟环节的时间常数不是很大，仅为0.2，因此基本上不会影响系统的稳定，采用常规PID 控制也基本可以达到很好的控制效果。常规PID 控制框图如图1-1（相应文件：PID.mdl ）

图1-1 常规PID 控制框图

PID 参数选取：38.0=p K ，285.0=i K ，1.0=d K 常规PID 控制的单位阶跃响应曲线：

图1-2 常规PID 控制响应曲线

2．模糊控制

模糊控制规则（相应文件：zdh.fis ）

各变量论域

输入变量：E ：[-6 6]；EC ：[-6 6]； 输出变量：U ：[0 7] 语言变量

E ： NB 、NM 、NS 、NZ 、PZ 、PS 、PM 、PB （8个） EC ：NB 、NM 、NS 、ZE 、PS 、PM 、PB （7个） U ： NB 、NM 、NS 、ZE 、PS 、PM 、PB （7个）