基于MATLAB的模糊自适应PID控制器的设计

【摘要】文章介绍了一种模糊自适应PID控制器的设计方法。利用MATLAB中的SIMULATE及Fuzzy工具箱，建立有效的模糊规则，完成PID参数在线自整定模糊控制系统的设计。其次，分别利用建立好的模糊PID控制器与常规PID控制器对相同的被控对象进行仿真研究，并对仿真结果进行比较分析。仿真结果表明，采用模糊自适应PID控制，系统的调节时间缩短，响应速度加快，抗干扰能力和适应参数变化的能力都优于常规PID控制，具有更好的动态特性和稳定性。

【关键词】模糊自适应PID；模糊控制；MATLAB仿真

中图分类号：TP27文献标识码：A文章编号：1006-0278(2012)06-120-02

现代控制系统，规模越来越大，系统越来越复杂，用传统的控制理论方法已不能满足控制的要求。针对常规PID控制不具有自适应能力，对于时变、非线性系统控制效果不佳，人们提出了将模糊技术与PID控制相结合的控制方式，设计出了各种模糊控制器。

本文介绍一种基于matlab模糊自适应PID控制器的设计方法，仿真效果显著。

一、SIMULATE系统仿真

二、结束语

本文在简单介绍现代控制技术的基础上，引入了PID控制技术，并提出模糊PID控制技术的设计原理及方法。本文设计了一套简单明了的模糊PID控制系统，并对指定控制对象进行在线调试仿真，仿真控制效果显著，得出如下结论：（1）模糊控制器的设计过程。在参数调整中，规则变化对控制性能的影响较大，其次是隶属函数，量化因子只是一种微调。从调试步骤看，则往往先看量化因子，对于简单的系统，通常只要改变量化因子即可达到基本的控制要求。但是较复杂的控制系统，既要调节量化因子还要调节比例因子，达到共同控制系统的目的。（2）分析模糊自适应PID控制器的相关响应曲线。系统的响应速度迅速，有效消除静差，调节精度提高，稳态性能好，而且没有超调和震荡。

常规的PID控制器难以实现模糊控制器的良好控制过程，在同样的精度要求下，对同一被控对象，利用自适应模糊PID控制器对系统进行控制，系统过渡时间短、稳定性好、抗干扰能力强，这在实际的过程控制中具有重大意义。

参考文献

[1]高文晖.模糊控制技术在焙烧炉温度控制中的应用[J].莱钢科技,2012,04(02):9-13.

[2]李春光,孙朝霞.模糊自适应PID控制方法研究与仿真[J].长春师范学院学报,2011,04,30(2):45-48.

[3]刘亮.一种基于Matlab的模糊控制系统优化设计方法[J].四川兵工学报,2012,05,33(5):87-89.

[4]徐锦海,周仁杰,刘凯,梁尔祝.模糊控制系统在磨矿工艺中的应用[J].矿业工程,2012,6,(3):20-21.

[5]袁溪泽,齐向东.基于PLC的升降舞台同步模糊控制系统研究[J].工业仪表与自动化装置,2012,(3):98-99.