常用的几种模糊控制器ppt课件

1、l模糊控制利用隶属度函数和模糊合成法那么等思想，模糊控制利用隶属度函数和模糊合成法那么等思想，巧妙地综合了人们的直觉阅历。从而在其他经典控巧妙地综合了人们的直觉阅历。从而在其他经典控制实际和现代控制实际不太奏效的场所，可以实现制实际和现代控制实际不太奏效的场所，可以实现较称心的控制。较称心的控制。l模糊控制必需具有较完善的控制规那么，但模糊控模糊控制必需具有较完善的控制规那么，但模糊控制综合定量知识的才干较差。一张较理想的模糊控制综合定量知识的才干较差。一张较理想的模糊控制表必需经过反复精心整定才干投入运用。对于某制表必需经过反复精心整定才干投入运用。对于某些复杂的工业过程，有时难以总结出较完

2、好的阅历。些复杂的工业过程，有时难以总结出较完好的阅历。l量化因子和比例因子的选择也影响着整个系统的质量化因子和比例因子的选择也影响着整个系统的质量，并且当对象动态特性发生变化，或者遭到随机量，并且当对象动态特性发生变化，或者遭到随机干扰的影响都会影响模糊控制的效果。以上问题都干扰的影响都会影响模糊控制的效果。以上问题都将导致模糊控制器存在一些缺陷。将导致模糊控制器存在一些缺陷。 l这主要是由于模糊控制表的级别有限而呵斥，经过添加量化等级数目虽可提高精度，但查询表将过于庞大。须占用较大空间使运算时间添加。实践上假设模糊控制器中不引入积分机制，原那么上总是存在误差的。由于它本身就是根据误差的大小

3、和变化来实现控制的 l由于简单模糊控制器中查询表一旦整定下来后，就不再改动，量化因子和比例因子也是如此。这样当对象参数随着环境的变化发生漂移时，它不能对本人的控制规那么进展有效的调整，从而使其良好性能得不到充分发扬。l假设查询表构造不合理或量化因子和比例因子选择不当，都会导致振荡。在仿真过程中，特别是系统进入误差的零档级时产生高频振荡景象更为普遍。 l模糊控制与PID控制结合l带有修正因子的自寻优模糊控制器l言语变量根本论域量化曲线自调整控制器设计l自顺应模糊控制l常规PID(比例、积分、微分)控制是过程控制中运用最广泛最根本的一种控制方式，它具有简单、稳定性好、可靠性高的特点。而PID控制对

4、大部分工业控制对象，特别是对于线性定常系统的控制是非常有效的，通常都能获得较为称心的控制效果。PID控制的控制质量取决于PID控制器各个参数的整定，但常规PID控制器不能在线整定参数。而且对于非线性、时变的复杂系统和模型不清的系统，就不能很好地加以控制。l简单模糊控制器由于不具有积分环节，因此在模糊控制的系统中很难完全消除稳态误差，而且在变量分级不够多的情况下，经常在平衡点附近会有小的振荡景象。但是模糊控制系统对复杂的和模型不清的对象却能有效地加以控制，所以把模糊控制和PID控制结合起来，就可以组成兼有两者优点的模糊PID控制方法。lFuzzyPID复合控制方法的出发点主要是由于模糊控制器本身

5、消除系统稳态误差的性能比较差，难以到达较高的控制精度和较好的跟踪性能。要提高模糊控制器的精度和跟踪性能，就必需对言语变量取更多的言语值，但同时添加了推理规那么的数量和增大了计算量，不能满足实时控制的要求。lPI调理器的积分作用从实际上可使系统的稳态误差控制为零，有着很好的消除稳态误差的作用。当误差在某一个阈值以外时，可采用PI控制，以提高系统的呼应速度和稳态性能；l当误差在阈值以内时，采用模糊控制可以提高系统的阻尼性能，减小超调，获得更好的瞬态性能。l这种模糊控制与PI控制相结合的控制方式称为模糊-PI双模控制，其构造如以下图所示。l该系统的控制造用是模糊控制器的控制造用和I调理器控制造用的和

6、，这相当于一个具有变参数的比例微分控制造用和不变参数的积分控制造用的PID调理器。l对这种方式的控制方案实验研讨阐明，它比单个的模糊控制器和单个的PID调理器均有更好的控制性能。l利用模糊控制规那么，并根据不同的误差情况，在线自整定(自校正、自调整) PID控制器的参数，可组成模糊自整定参数PID控制。l当误差较大时，应取较大的Kp和较小的Kd，以使系统有较短的呼应时间，同时为了防止呼应出现较大的超调应对积分作用加以限制，通常是去掉积分作用，即取Ki0；l当误差中等时，应取较小的Kp，以使系统具有较小的超调，Kd和Ki的取值要适当；l当误差较小时，应取较大的Kp和Ki，以使系统具有较好的稳态性

7、能，同时为防止系统在设定值附近出现振荡，Kd的取值要适当。l修正因子l控制规那么：l寻优目的函数l寻优规那么：优选修正因子使目的函数到达最小)()(tdtetJCEEUii)1 (l修正因子的自寻优方法可以运用于被控过程模型不准确且控制规那么不完善的系统。运用中可选择一个初始控制规那么，然后再依一定目的函数优化修正因子，最终得到在该目的下的一组优化控制规那么。l当被控过程参数发生变化时，也可经过在线自调整，获得顺应于变化参数后的优化控制规那么。l量化曲线yf(x)是指言语变量y在其根本论域L，+L内的数量值yi(i=1，2，l)和其论域元素xj(j0,l，m)之间的函数关系曲线。量化曲线yf(

8、x)的外形是可以选择的，不一定是线性的。非线性量化曲线非线性量化曲线l控制器在控制器在E较大时对过程粗调，在较大时对过程粗调，在E较小较小时对过程细调，从而到达防止出现过大时对过程细调，从而到达防止出现过大的超调和要求的控制精度，阐明改动量的超调和要求的控制精度，阐明改动量化曲线外形具有改动控制器规那么的功化曲线外形具有改动控制器规那么的功能。因此非线性的量化曲线设计通常被能。因此非线性的量化曲线设计通常被采用。采用。l改动量化曲线外形由于不直接改动控制改动量化曲线外形由于不直接改动控制规那么，故具有较好的实时性和自学习规那么，故具有较好的实时性和自学习功能。功能。l自顺应模糊控制就是它能自动

9、地对模糊控制规那么进展修正、改良和完善，以提高控制系统的性能。曾经知道，模糊控制器控制质量的好坏主要取决于模糊控制规那么的设定，对于不太复杂而难于建立数学模型的系统，在专家力所能及的情况下，可以利用专家的知识和阅历制定模糊控制规那么。但是不同的专家对同一个被控系统所具有的阅历并不一样，经过总结归纳操作人员和领域专家的阅历来建立模糊控制器的规那么很难完美无缺，一下子就能满足控制要求，况且假设对于那些非线性、大时滞、高阶、时变的复杂被控对象，以及环境的不断变化或者严重的随机干扰，根本达不到称心控制效果。在这种情况下，自顺应模糊控制器有着更好的控制性能。 其思想是经过性能丈量环节丈量实践输出特性与希望特性的误差，以确定输出呼应的校正量。控制量校正环节将输出呼应的校正量转换为对控制量的校正量。控制规那么修正环节修正模糊控制器的控制规那么，这样也就实现