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模糊自适应PID控制规则

模糊自适应PID控制规则

从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面来考虑,

的作用如下:

比例系数的作用是加快系统的响应速度,消除误差,提高系统的调节精度。
越大,系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但易产生超调,甚至会导致系统不稳定。
取值过小,则会降低调节精度,使响应速度缓慢,从而延长调节时间,使系统静态、动态特性变坏。

的作用是消除系统的稳态误差。
越大,系统的静态误差消除越快,但
过大,在响应过程的初期会产生积分饱和现象,从而引起响应过程的较大超调。若
过小,将使系统静态误差难以消除,从而影响系统的调节精度。

微分作用系数

的作用是改善系统的动态特性,其作用主要是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化,对偏差变化进行提前预报。但
过大,会使响应过程提前制动,从而延长调节时间,而且会降低系统的抗干扰性能。所以PID参数的整定必须考虑到在不同时刻三个参数的作用以及相互之间的互联关系。

一般来说:

(1)当

较大时,为使系统具有较好的跟踪性能,应取较大的K
与较小的
,同时为避免系统响应出现较大的超调,应对积分作用加以限制,通常取

(2)当

处于中等大小时,为使系统响应具有较小的超调,
应取得小些。在这种情况下,
的取值对系统响应的影响较大,
的取值要适当。

(3)当

较小时,为使系统具有较好的稳定性能,Kp与
均应取得大些,同时为避免系统在设定值附近出现振荡,
值的选择根据
值较大时,
取较小值,通常
为中等大小。

另外主要还得根据系统本身的特性来制定规则 。

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模糊自适应PID控制造价信息

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远程控制模

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  • 2022-12-07
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  • 品种:远程控制模块;系列:Tmax T型;规格:PR330/R Modbus rtu;产品说明:塑壳断路器附件,脱扣器附件;
  • ABB
  • 13%
  • 上海西屋开关有限公司
  • 2022-12-07
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片石(不规则

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自适应压力控制

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自适应单边带电台

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  • 1套
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  • 2012-06-21
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自适应单边带电台

  • 125W(含自适应控制器)
  • 2台
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自适应多功能斜板阀

  • DN400 PN1.0MPa
  • 3台
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  • 不含税费 | 含运费
  • 2020-02-12
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模糊自适应PID控制结构

PID控制是一种线性控制,它根据该定值

与实际输出值
构成控制偏差

连续情况

离散情况

模糊自适应PID控制,以误差

和误差变化率
作为输入,可以满足不同时刻
对PID参数自整定的需求。利用模糊规则对PID参数进行修改,便是模糊自适应PID控制的结构。

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模糊自适应PID控制定义

PID控制有着原理简单,使用方便,适应性强的特点,同时具有制时精度低、抗干扰能力差等缺点,模糊自适应PID控制是在PID算法的基础上,以误差

和误差变化率
作为输入,利用模糊规则进行模糊推理,查询模糊矩阵表进行参数调整,来满足不同时刻的
对PID参数自整定的要求。

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模糊自适应PID控制规则常见问题

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模糊自适应PID控制函数确定

用于参数调整的模糊控制器采用二输入三输出的形式,该控制器是以误差

和误差变化率
作为输入,PID控制器的三个参数P、I、D的修正
作为输出。取输入误差
和误差变化率
及输出
模糊子集为{
},子集中元素分别代表负大,负中,负小,零,正小,正中,正大。误差
和误差变化率
的论域为[-3,3],量化等级为{-3,-2,-1,0,1,2,3}.

根据各模糊子集的隶属度赋值表和各参数模糊控制模型,应用模糊合成推理设计分数阶PID参数的模糊矩阵表,算出参数代入下列公式计算:

式中:

为PID参数的初始设计值,由常规的PID控制器的参数整定方法设计。
为模糊控制器的3个输出,可根据被控对象的状态自动调整PID三个控制参数的取值。

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模糊自适应PID控制举例

首先利用FIS图形窗口创建1个两输入(

)和三输出(
)的Mamdani推理的模糊控制器,设输入(
)的论域值均为(-6,6),输出(
)的模糊论语为(-3,3),取相应论域上的语言值为负大(
)、负中(
)、负小(
)、零(
)、正小(
)、正中(
)和正大(
),而令所有输入、输出变量的隶属度函数均为trinf。然后构建模糊自适应PID控制系统的仿真模型,得出仿真结果。

一般来说,根据仿真结果可以得出,在对三阶线性系统的控制中,利用稳定边界法进行参数整定的经典PID控制的超调量比模糊自适应PID控制的超调量要大,但模糊PID控制存在一定的稳态误差。模糊控制用模糊集合和模糊概念描述过程系统的动态特性,根据模糊集和模糊逻辑来做出控制决策,它在解决复杂控制问题方面有很大的潜力,可以动态地适应外界环境的变化。2100433B

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模糊自适应PID控制规则文献

模糊自适应PID控制在PLC控制系统中的应用 模糊自适应PID控制在PLC控制系统中的应用

模糊自适应PID控制在PLC控制系统中的应用

格式:pdf

大小:179KB

页数: 3页

在工业控制领域中,常规PID的应用极为广泛,但是常规PID控制在控制精度,响应速度等方面略显不足。对常规PID和模糊自适应PID控制进行比较,运用matlab中的simulink工具箱进行建模仿真,并在PLC中对模糊自适应PID控制进行编程实现,体现出模糊自适应PID控制在工业控制领域中的优势。

模糊自适应PID控制的船舶航向控制器设计 模糊自适应PID控制的船舶航向控制器设计

模糊自适应PID控制的船舶航向控制器设计

格式:pdf

大小:179KB

页数: 2页

船舶航向控制器的设计一直是各国学者的研究重点,随着技术的进步,对船舶航向控器设计的要求越来越高,加之水面状况越来越复杂,传统的PID控制很难达到满意的效果。基于模糊自适应PID控制在改进传统PID控制的基础上,采用一种动态调节的方式,与常规的PID控制器相比,不但控制效果得到了很好的改善,而且还具有更好的抗干扰能力。

自适应PID控制特点

自适应PID控制吸收了自适应控制与常规PID控制器两者的优点。

首先,它是自适应控制器,就是说它有自动辨识被控过程参数、自动整定控制器参数、能够适应被控过程参数的变化等一系列优点;

其次,它又具有常规PID控制器结构简单、鲁棒性好、可靠性高、为现场工作人员和设计工程师们所熟悉的优点。自适应PID控制具有的这两大优势,使得它成为过程控制的一种较理想的自动化装置,成为人们竞相研究的对象和自适应控制发展的一个方向。 2100433B

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自适应PID控制算法

最常用的自适应控制算法有:最小方差自适应PID控制、极点配置自适应PID控制和零极点对消的自适应PID控制。

最小方差自适应PID控制的基本思想是:在每个采样周期,以系统偏差的最小方差极小化为性能指标进行系统品质评价,通过引入在线辨识的最小二乘算法估计未知过程参数,依此来计算各采样时刻的自适应PID控制量u(t)。

极点配置自适应PID控制的基本思想是:按照某种优化策略选择期望闭环极点分布,在每个采样周期,通过加权递推最小二乘法显式地估计过程参数,并结合PID控制规律,求得含未知参数q0、q1和q2的系统闭环方程,然后利用系统特征多项式与期望特征多项式的恒等关系即可在线求得PID控制参数,进而求得各时刻控制器输出u(t)。

零极点对消自适应PID控制的基本思想是:当被控过程参数未知时,在每个采样周期,利用加权递推最小二乘算法显式地辨识过程模型,在以PID控制器传递函数中的零极点对消被控过程传递函数中的部分极零点,由此计算出各时刻的PID控制量,以使得闭环系统运行于良好的工作过程。

除上述外,还有其他自适应PID控制算法。

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模糊自整定模糊自整定PID控制的优势

通过比较,模糊自整定PID控制器优势如下:

(1)模糊自整定PID控制器的参数调整较快。从系统响应上看,其稳态响应过程比常规PID控制器快。

(2)通过比较可知,模糊自整定PID控制器能有效地抑制随机干扰,能及时对PID控制器的参数进行在线调整,并以比常规PID控制器更小的误差和更快的速度重新进入稳态工作点,它的抗干扰特性要优于常规PID控制器。

模糊自整定PID控制器具有方法简便、调整灵活、实用性强等特点。仿真结果表明,模糊自整定PID控制器在线参数自整定能力强,对抑制干扰和噪声是有效的,能提高控制系统的品质,具有较强的自适应能力和较好的鲁棒性。2100433B

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