模糊自整定PID控制器设计及仿真分析摘要针对常规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。提出了将模糊技术与PID控制相结合的控制方式，设计出各种模糊控制器。论文的主要内容包括：1.介绍模糊控制技术的背景和重大意义，了解常规PID控制中的优点与缺点。2.了解模糊控制的数学基础。例如：模糊集合的定义、模糊语言、模糊推理、模糊变量的隶属函数、论域、量化因子、比例因子等。3.掌握MATLAB中模糊工具箱、SIMULINK的使用及模糊控制器的设计方法，对于不同的控制系统设计出对应的模糊控制器的规则。4.对混合式模糊PID控制器、开关式模糊PID控制器、自整定模糊PID控制器进行SIMULINK仿真。MATLAB中模糊逻辑控制工具箱设计模糊控制器灵活、方便、可观性强，并可在SIMULINK环境中非常直观地构建各种复杂的模糊PID控制系统。仿真结果表明，模糊PID控制具有控制灵活、超调小、响应快和适应性能强的优点。关键词：模糊PID控制；MATLAB仿真；SIMULINKIFuzzyAdaptivePIDControllerDesignandSimulationAnalysisAbstractTotheconventionalPIDcontroldon’thaveself-adaptive,thecontroleffectoftime-varingandnonlinearity,WehavealreadytakethecontrolmethodthatcombinefuzzytechnologywithPIDcontrol,anddesignvariousthefuzzycontroller.Themaincontentsofthesisisthat:1.Introducethefuzzycontroltechnology'sbackgroundandgreatsignificance,understandingtheadvantagesanddisadvantagesoftheconventionalPIDcontrol.2.Understandingthemathematicalbasisofthefuzzycontrol,suchas:thedefinitionoffuzzyset,fuzzylanguage,fuzzyinference,membershipfunctionoffuzzyvariables,treatisedomain,quantifiablefactor,scalefactorandsoon.3.Mastertheuseofthefuzzytoolbox,SIMULINKatMATLABandthedesignofthefuzzycontrollerfordifferentcontrolsystemdesigntherulesofthedifferentfuzzycontrollercorrespondingly.4.CarryoutSIMULINKsimulationforthehybridfuzzycontroller,theswitchfuzzycontroller,andself-fuzzycontroller.Whenafuzzylogiccontroltoolboxdesignfuzzycontroller,itisveryflexible、convenientandgreatobservabilityinMATLAB,anditcanconstructvariouscomplexfuzzyPIDcontrolsystemdirectlyinSIMULINKenvironment.ThesimulationIIresultsshowthatthefuzzyPIDcontrolhaveadvantagesofflexiblecontrol,smallovershoot,fastresponseandstrongadaption.Keywords：FuzzyPIDcontrol；MATLABsimulation；SIMULINKIII目录摘要...........................................................IAbstract..........................................................II第1章绪论.......................................................11.1课题的研究背景及意义......................................11.2PID控制的特点.............................................21.3模糊控制技术概述..........................................3第2章模糊控制理论...............................................62.1模糊集合定义..............................................62.2模糊语言..................................................62.3模糊变量的隶属函数........................................82.4模糊推理系统的数据结构管理函数介绍.........................82.5论域、量化因子、比例因子的选择............................112.5.1论域及基本论域......................................112.5.2量化因子及比例因子..................................12第3章基于MATLAB的模糊控制器的设计内容.........................143.1模糊控制器概述...........................................143.2模糊控制器设计所包括的内容...............................143.3模糊控制器的结构设计.....................................153.4模糊控制器规则的设计.....................................153.5精确量的模糊化........................................
