当前位置:首页 >> 其它课程 >> 鹤壁市中考满分作文-一种模糊PID控制系统

鹤壁市中考满分作文-一种模糊PID控制系统


维普资讯 http://www.cqvip.com

第 9卷

第 2期 

电  机  与  控  制  学  报 
ELEC TRI   M ACH I   C NES AND  CONTROL    

Vo.   No 2 19 . 
M a .2 05 r o  

/>
20 0 5年 3月 



种 模糊 P D 控 制 系统  I
( 中国人 民解 放军 后 勤工 程学 院 , 四川 重 庆 40 1 ) 00 6 

汤 红诚 , 李 著 信 , 王正 涛 , 张 晓清 , 苏  毅         



要 : 出一种模 糊 PD控 制 系统。由于该模糊 PD控 制器能够 自适应地调 节比例、 分、 分  提 I I 积 微

的作 用, 而使 系统具有超调 量小、 从 鲁棒性 、 适应性 强、 节 时间短 的优 点 , 自 调 克服 了传统 PD控制  I
器的 缺 点 。 对 PD 控 制 器和 模 糊 PD控 制 器使 用 Ma a I I d b的 Sm l k工 具 进 行 仿 真 , 真 结 果 证 明  iui n 仿
了该 模 糊 PD控 制 器 优 于 经典 PD 控 制 器 。 I I  

关 键 词 : 糊 PD控 制 器 ;仿 真 ; i uik 模 I Sm l   n
中图分 类号 : P 7 .  T 23 4 文 献标 识码 :   A 文章 编 号 :10 - 4 X( 0 5 0 —0 3 -0  0 7 4 9 20 ) 2 1 6 3

A uz y PI ‘o r ls se   f z   D c nt o  y t m
T ANG  n -h n , L   h — i   W ANG  h n - o, Z Ho g c e g IZ u xn, Z e g t   HANG Xi o qn , S Yi a   a - i g  U   
( oit  n n eigU ie i  fP A,C o g ig 0 0 6 C ia  L gscE g e r   nv r t o L i i n sy h n qn   0 1 , hn ) 4

Ab ta t A u z  I   o to y tm spo o e .T efz yP D p se s svr e  fs l o e so t "   sr c : fzy P D c nr l se i  r p sd s h  u z   I   o s se  i u so mal v rh o ,1— t   O

b s es dpait n  hr ajsn m  n vro steso cmn frdt nl I ot l ui s,aatblya dso  dut gt eadoecme   hr o igo aioa  D cnr — n i t i i h t t i P o  lr o  zyPD cn olr a duttpoo i itga n iee tl f cs e,fruz  I o t l   najsi rpro nerl ddf rni  f t f r ec  s t n, a a e e .Ma a m lt n  dbe ua os i
o   I   o t la d fz   I   o to  r  d   y smui k T e o to s o  muain ts f  a  e fP D c nr   n  u z P D c nr la e ma e b   i l . h   uc me  fe lt  ety t tt   o y n o i h h f z   I c nr l ri u ei rt rd t n lP D c nr l r u z P D  o to e s s p ro o t i o a  I   o t e . y a i o  
Ke   r s f z y P D ;e l t n;smu i k y wo d :u z   I mu a i o i l   n

1 引  言   
由于 PD具 有结 构简单 、 I 易实现 、 能 良好 等优  性
点, 广泛应用于不 同领 域 。使 用 PD主要是基 于 系  I 统 的误差 , 由于它 的控 制性 能依 赖 于 PD控制器  但 I 的三个参数 以及 对 系统模 拟 的数 学模 型 的精 确性 ,  
且其控制参数 对 系统 的参 数 变化 比较敏 感 , 于非  对

得到 了广泛 地 应 用 。与 PD结合 可 以运 用 人类 知  I 识 、 有推理 功能 , 以改变 PD的参数 , PD系  具 可 I 使 I 统具有较强 自适应性  。 ¨ 

2 模 糊 PD 控 制  I
2 1 经 典 P I 控 制  . I)

典 型 的 PD 的公 式 为  I

线性 系统 , 传统 的 PD控制 的 自适应性 、 I 鲁棒性等性 
能往往不能满足 系统性 能要求 。模糊控制 由于具有 

)  ) = +  

+ ㈩d 寺 T ]  
() 1  

算法简单 、 易于掌握 , 且无 须知道被控对象 的精确模  型, 具有 较好动态特 性 , 以语 言 描述 人类 知识 , 把它  表示 为模糊规则 或关 系 , 有推理 、 具 利用 知识库 , 把  知识与状 态相结合起 来决 定 控制 行 为等优 点 , 已经 
收稿 日期 : 0 4 O — 6 20 一 1 1   作 者简介 : 汤红诚 (98一) 男 , 士研 究生 , 16 , 博 工程师 ;  

式 中:()= ()一 () et   t Y t 为系统 的误差 ( 参考输 入 

Y ()   t与系统输 出 y t 的差值 )  为 比例增益 , () ;   为微 分时间常数 ; 为积分 时间常数 。    

李 著信 (90一) 男, 授 , 士研 究生 导师 。 14 , 教 博  

维普资讯 http://www.cqvip.com

第2 期  PD控制器 的拉 氏变换 函数为  I
u()=K s P+K S   /  D+ s

一种模糊 PD控制 系统  I

17 3 

况下 , 大 比例量 ; 加 在误 差 为正 、 差 变化率 为正 的  误
() 2 

情况下 , 减小 比例 量 以 防止 出现大 的正误 差。该方 

经典 PD控制 , I 由于  、1、 参 数 的数 值 固定 , 7   D 既  使 合理调 节整定这三 个参 数 , 往往 还 是不 能满足伺  服系统的要求 。所 以必须考虑 采用与其他方法相结 
合 的方 法 。  

法在模糊 输 出的后 面增加 一权值  , 权值  在 1 附 
近 。为 了使系统具有较 快 的反应 和在 系统稳定 的时  候不 发生振荡 , 糊规则为 : e 模 当 的绝对值 为较 大量 

时, 应加 大微 分的系数 、 且应减小积分 的系数甚至设  为零 , 以便使 控制 系统 的反 应加 快 、 减小调 节时 间 ;   在e 的绝对值 为 中等量 时 , 应使 微分 的系数 有减 小  保持适 当值 , 应使积分 系数 维持适 当值 , 以便使系统 
既能具有一定 的反 应速度 , 又不使 系统 超调太大 ; 在 

2 2 模糊专 家系统 PD 控制  . I

其他经典控制 和现代控制 都是必需事先清楚被 

控制对象 的精确模 型 , 然后 根据 模 型 和要 求 的性能 
选择合适 的控制 方法 。而实 际情 况 , 由于 系统 的复  杂性 , 往往很难 、 至不 能建 立 系统 的精确 模型 , 甚 从 
而传统 的控制 方 法难 于 满足 系 统 的 控制 性 能 的要  求。  

e 的绝对值 为较 小 量 时 , 减小 微 分 的效用 甚至 微  要
分 系数设 为零 , 并增 加积 分 的作用 甚至积 分 的系数 

设 为最 大值 , 防止 e微 小变 化使 系统 发生 振荡 。 以   详 细模糊 规则 如表 1 表 3 ~ 所示 。  
表 1  Fuz l 糊 系统 规则 表  zy 模
Ta 1 Fu z l f z y s s e r l   a l  b.  z y   u z   y t m  u e t b e

模糊控制最 大优势是不依赖被控对象 的精确模 
型、 并且能够克服 非线 性 因素 的影 响 , 有鲁棒 性 。 具  

文献 [ ,] 出模 糊 PD控制 器 F w( 23 提 I S 设定 权值模  糊 PD控制器 ) 见图 1 , 于其 他模糊 控制器  。 I ( )优   但是 , 根据文献 [ ] S 尚存 在较 长时 间的振荡 , 3 ,F w  
有 必 要 进行 深 入 研 究 。  

图 1 S 模糊 P D控 制器   F W I
Fi .  FS   u z   D  o t o l r g1 W f z y PI c n r l   e

表 3 F zy   u z 2模 糊 系统 规则 表 
Ta .   Fu z 2 f z y s s e   u e t b e b3 z y  u z   tm r l  l  y a
e   P B  PS   Z   NS   NB  

() t

P  B

P  S

Z  

P  S

P  B

图 2 本 文提 出的模糊 P D控 制器  I
F g2 The pr p s d f z y PI c nt o e   i .    o o e   u z   D  o r l r

在 图 2中 , 其控制规律 为 
)=Kp  ), )一x t )+K ̄2£  ( ,   () f() +  

在 现有模糊 PD控制器 的基 础 上 , I 本文 提 出一  种模糊 PD控制器 , 图 2所 示 。该 系统将 误差及  I 如 误差的变化率作 为模 糊 专家 系统 的输 入 , 以在误  可
差为正大 、 差变化 率为 正大 的情 况下 加 大 比例 P 误   量, 从而加 速调节 , 少上 升时 间。在误 差为正 、 减 误 



( 一 £)【 ()T 1 () eTd  
6£ - £ () A )+W  

() 3  
() 4 

图 2中 F z l uz 为双输 入单 输 出的模 糊控制 器 ; y   t为模糊 控 制 器 F z l的输 出 ; 为 固定 权 值 ; ) uz y W   M t为模糊 PD的输 出 ; 为伺服 系统 的输 出 ; 为  () I , , 因

差变化率 为负的情 况下 , 减小 比例量 , 防止 出现超调  量过大现象 。在 误差 为负 大 、 误差 变化 率为 正的情 

维普资讯 http://www.cqvip.com

18 3 













报 

第9 卷 

乘法器 ; f为加法器 , 模糊 规 则见 表 1 uz2为单  。F z y 输 入单输 出 的模 糊 控制 器 ; t 为输 出 、 大值 为   ( ) 最 1 模糊规则 如表 3所示 。其 中 :C 表误 差 e的导  , e代 数 d/ t 他各 符 号代 表 意 义 如表 2所 示。对 e  ed , 其 、 d/ t ed 使用 了 gusm 隶 属度 函数 , 、ed 隶属 度  as f 2 ed/ t 如 图 3所示 。微分与积分在控制 中需要 的调节作 用 
相反 。  

超调量 比 Z—N法 PD控 制 器 和 F W 的超调 量 小  I S 的很 多 , 只有 1 % , 2 而且 响应时 间及调节时间也 比 z  


N法 PD补偿 小的多 , I 在很短 的时间 ( 大约 0 8 ) . s 

内, 就能使 系统几乎 没有超调 , 而且本 文提出的模糊  PD调节 的震荡次数也 比 z— I N法 PD和 F w 控制  I s
器少 。仿真结果证 明了模糊 PD 比 Z~ I N法 PD补  I 偿 和 F w 对 系统更 具有鲁 棒 性 、 S 自适 应性 , 超调 小  等优 点。  

1O . 

0.  5

0 


1 — 8 - 6 - 4 -02 0_ 0. 0. . 

0  

02 04 0.  0.  1 .  .  6 8  

图 3 P d  ̄r隶属 度    、e d
Wt .   P d  ̄ r m e e s i   un to   g3 、 ed   mb r h p f c i n

3 使用 Malb仿 真  t a
本文中被控制系统 的数学参考模 型 为 4 0 s s 0/(  
+3s 0 )  0 +20 。

t  

图 4 三种 P D 阶跃响应  I
Fi .   S e   e p n e o   h e   i s PI g4 t p r s o s   f t r e k nd   D 

分别 对 PD F w 控 制 器 和 本 文 提 出 的模 糊  I、S

通过对 PD和 F w 以及 本 文提 出 的模 糊 PD I S I 

PD控制 器使 用 M tb的 S ui 及模糊 工具箱进  I aa l i lk m n
行 了仿真 。  

控制器 的 M t b仿 真对 比分 析 , 得结论 : 文 提  aa l 可 本 出的模糊 PD控制器 由于模糊 PD对 比例 、 I I 微分 、 积  分 的系数 自适应地 改变 , 而使 系统 的超 调量 减小  从 及调节 时间 、 响应 时 间变短 。仿 真结果 证明 了所 提 
出的模糊 PD控制器 , I 对系统具有鲁棒 性 、 自适应性 

其 中 PD控 制器使用 了 Zel —Nco 法  I i e gr i l hs 对 PD的参数 进行 了计算 。首先 , K = 。 0 加  I 置 D K= , 大  使 系统开始震荡 , 再按 照下 式计算参数 ,   即
Kp=0 6 , .   KD=Kpr 4 , = 7/   Kl   /r T 

和超调量小等 优点 。 比普 通 PD和 F w 控 制 器具  I S
有很大 的优势 。  
参 考 文 献:  
[ ]冯冬 青 , 宋 和.模 糊 智 能控 制 [ . 京 : 学 工业 出版 社 , 1 谢 M] 北 化  
2 0 7 —7   0 0: 3 4.

式中 K  为系统 开始 震荡 的  值 ;  为震荡频率 。 t o  
S un i h k为在 M tb环境下 的模拟工具  , 以 m aa l J可   为用户 提供 图形 化功 能模块 , 以便连接 一个模 拟系  统, 减小设计负担 。模糊 工具箱 主要用 FS编辑器来  I

编辑模糊推理 , 模糊 PD使用 了两个输人 ed/ t模  I 、ed, 糊规则编辑器按照表 1 规则对模糊 规则 进行编辑 , 最  后得到一个使用三角形隶属度 函数的输 出 t。   ) 

[ ]V S L A F z   g  ae  t pi e hi   r I otl 2 I O I . uz l i bsds — o t i t go  D c r— I   yoc e nw g n f P n o  l s J .IE   r S, Ma ,C b n 19 ,P e [ ] E E T m y  n ye , 99 T— A (9 : r a t r 2 ) 
5 7 —5 2. 8 9  

4 仿真 结 果和 结 论 
仿真 结果 如 图 4所 示 。从 图 4可 以看 出 , z 用  


[ ]VSO IA uigo PD cn oe   i  z   g J .1E 3 IIL  .T nn f I ot lr wt f z I i   rl s h u y o c[ ] E  
P o  l e 2 0 ,4 ( ) rcOni , 0 1 1 8 1 :1—8  n .

[ ]ZE L RJ N C O SNB O t u   tn  r uo acC — 4 IG E   G,I H L   . pm m s t g o at t O     i ei f   m i n
t l r [ 1 A ME Ta 1 4 :5 7 8 o e J . S   rm, 9 2 7 9~ 6 . rl s  

N法 PD补偿超 调量达 到 7 % , I 0 因为 为了使 系统 

[ ]魏 克新 , 5 王云亮 . a a 言与 自动控制 系统设 计 [ . M tb语 l M]北京 : 机 
械 工业 出版社 , 9 : 0 1 7 18一l0 9 1.  

的响应很快 , 得  选择较 大 , 使 从而超调量也很大 ,   在 2S   的时 间 内, 得误 差 变 为零 ;F w 的超调量  使 S
比 z—N 法 PD控 制 器 的超 调量 小 的很 多 , 有  I 只 4 % , 应 时 间 及 调 节 时 间 也 比 Z—N 法 PD 控 制  1 响 I

[ ]闻 6

新 . aa 模 糊逻 辑工 具 箱 的分 析 与应用 [ . 京 : M tb l M]北 科学 

出版社 ,0 16 — 5 2 0 :3 6 .  

( 辑 : 玉成 ) 编 刘  

器小 的多 ; 以看 出本 文提 出 的模 糊 PD 制 器 的  可 I控


更多相关文档:

鹤壁市中考满分作文-新学员厂级安技、环保培训资料

鹤壁市中考满分作文-鹤壁市... 1页 免费 鹤壁市中考...采取有效的事前控制措施,千方百计的预防事故的发生,...并系统实施布置、 检查、 改进和考核等工作,建立日...

鹤壁市中考满分作文-《弟子规》

鹤壁市中考满分作文-《弟子规》_中考_初中教育_教育专区。教学目标: 1、结合生活实际,复习《弟子规》中的“入则孝出则悌” ; 2、学习“谨而信”中的四句话,能够...

2010年中考满分作文及名师点评

2010年武汉中考满分作文:成长路上有爱花园里的小橡树愁容满面,看到别人在开花结果,它不知道自己该做什么。 苹果树说: “你为什么不能结出一个美味的苹果呢?你太...

09年中考语文满分作文模仿秀

09年中考语文满分作文模仿秀_从业资格考试_资格考试/认证_教育专区。2009 中考满分作文模仿秀 ? 开篇导言 有位作文评论家说过:考场作文如果没有“太阳”总得有个...

历年河南中考作文题目及满分作文

历年河南中考作文题目及满分作文_初中作文_初中教育_教育专区。2012 河南中考作文题目二选一。写作要求任选一题作文: (1)题目:同在一个屋檐下。要求:①除诗歌外,...

2013年长沙中考满分作文

2013长沙中考满分作文:从另一个角度去感悟 姨父是一位畜牧专家,也是一位书法家,写得一手漂亮字,让我羡慕多年。我很早就产 生了让他教我书法的念头,直到上周...

模糊PID温度控制系统的设计

陈红艳 模糊 PID 温度控制系统的设计 一、与本课题有关的国内外研究情况、课题研究的主要内容、目的和意义:温度是生产过 程和科学实验中非常普遍而又十分重要的...

中考满分作文赏析

中考满分作文赏析以“快乐”为话题,文体不限,800 ...模糊中,我看到一个女孩跑上台来,捧着一束娇人 的...现实的状况一时无法改变,但你无法控制学生们生发种...

中考满分作文赏析

中考满分作文赏析以“快乐”为话题,文体不限,800 ...模糊中,我看到一个女孩跑上台来,捧着一束娇人的 ...现实的状况一时无法改变,但你无法控制学生们生发种...

中考满分作文赏析

中考满分作文赏析以“快乐”为话题,文体不限,800 ...模糊中,我看到一个女孩跑上台来,捧着一束娇 人的...现实的状况一时无法改变, 但你无法控制学生们生发种...
更多相关标签:
2016鹤壁市中考分数线 | 模糊pid | 模糊pid控制算法 | 模糊pid算法 | 模糊pid控制算法c程序 | 模糊pid控制 | 模糊pid matlab仿真 | 模糊pid控制器设计 |
网站地图

文档资料共享网 nexoncn.com copyright ©right 2010-2020。
文档资料共享网内容来自网络,如有侵犯请联系客服。email:zhit325@126.com