第六讲 模糊PID控制器设计参数自整定PID控制器 利用模糊控制规则在线对PID参数进行修改，就构成了 参数自整定PID控制器。结构如下 工作原理： 先PID的三个参数于误差e和误差变化率de之间的模糊 关系，在运行时，通过检测e和de，根据模糊控制推理来 在线改变PID的三个参数，以满足不同的e和de对控制器参 数的要求，从而使系统有较好的动静性能。人们根据已有 的设计经验，总结出Kp，Ki，Kd的自整定规律如下：（1）当|e|较大时，取较大的Kp和较小的Kd，以使系统响 应加快，同时使Ki0，以避免过大超调。 （2）当|e|中等时，取较大的Kp和较小的Ki，以使系统响应 的稳态性好，同时使Kd取值适当以避免在平衡点附近振荡 。 （3）当|e|较小时，取较大的Kp和较小的Ki，以使系统响应 的稳态性好，同时使Kd取值适当以避免在平衡点附近振荡 。|e|和de取语言值为 “大”，“中”，“小” 规则库如下 1 |e|大， 则KpKp1, Ki=0, Kd=0; 2 |e|中 且 |de|=大， 则KpKp2, Ki=0, Kd=Kd2; 3 |e|中 且 |de|=中， 则KpKp3, Ki=0, Kd=Kd3; 4 |e|中 且 |de|=小， 则KpKp4, Ki=0, Kd=Kd4; 5 |e|小， 则KpKp5, Ki=Ki5, Kd=Kd5 这里的 Kp1Kp5，Ki1Ki5，Kd1Kd5为按常规PID参数 整定方法得到的数值。 模糊控制在MATLAB中的实现设计一模糊控制器使其超调量不超过1%，输出的上升时间0.3。 步骤1. 确定e，de和u的论域2. e，de和u语言变量的选取3. 规则的制定4. 推理方法的确定假定被控对象的传递函数为： 1. 根据系统实际情况，选择e，de和u的论域e range : -1 1de range: -0.1 0.1u range: 0 2 2. e，de和u语言变量的选取e 8个：NB,NM,NS,NZ,PZ,PS,PM,PBde 7个：NB,NM,NS,Z,PS,PM,PBU 7个：NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB利用MATLAB的Toolbox工具3.模糊规则确定4. 隐含和推理方法的制定 隐含采用 mamdani方法: max-min 推理方法， 即 min 方法 去模糊方法：面积中心法。 选择隶属函数的形式：三角型MATLAB0.1 1-0.1-1 0 2也可以用viewsurf菜单命令看模糊控制器的输出量Scope 2Scope 1Scope 3