【《驻车取力发电机调速系统模糊PID-Smith控制器设计》1400字】

驻车取力发电机调速系统模糊PID-Smith控制器设计目录TOC\o"1-3"\h\u6244驻车取力发电机调速系统模糊PID-Smith控制器设计 138271.1PID参数模糊自整定 115811.2量化因子和比例因子 121721.3隶属函数的确定 280731.4模糊规则表的确定 3160351.5Smith预估控制 51.1PID参数模糊自整定由图1.3，模糊控制器负责PID控制器三个控制参数的更新，控制参数由初始参数和模糊控制量确定，如公式（3-8）所示：（3-8）式中：、、—控制器的初始参数；、、—模糊控制量。PID控制参数=初始参数+模糊控制量，实时更新的模糊控制量、、，达到变化工况下的控制需求。通过模糊控制规则表，对模糊控制量进行在线更新，以达到输入误差变化量和误差变化量在变化工况下的控制需求。模糊控制规则的制定在本文的1.1.4小节中已经详细叙述。1.2量化因子和比例因子通常情况下，为计算方便和简化单位的换算，一般选取标幺值作为参数的处理方式，用（pu）进行表示。标幺值的公式如（3-9）所示：（3-9）式中：有名值—测得的带单位数据；基准值—基准数据。本文在进行柴油机转速仿真时，对所得的转速数据进行标幺化处理后，与1进行对比，得到输入误差的范围为[-0.027，0.058]，定义输入误差的量化因子为100，则的模糊论域为[-3，6]。得出，误差变化率的范围为[-0.28，0.79]，定义转速误差变化率的量化因子为10，的模糊论域为[-3，8]。定义模糊控制量、、的模糊论域为[-6，6]，由比例因子的计算公式可得、、的比例因子分别取为1、0.01、1，同时，模糊PID的初始参数、、分别设置为100、0.02、02。1.3隶属函数的确定（a）误差e的隶属度函数（b）误差率ec的隶属度函数（c）Δ、Δ、Δ的隶属度函数图1.7隶属度函数Figure1.7Membershipfunction本文的两个输入变量和三个输出变量的模糊论域等级划分如下：，选择三角型隶属度函数如图1.7所示。1.4模糊规则表的确定本文依据控制经验编写模糊规则表，得出两个输入变量、和三个输出变量、、之间的模糊规则表如表1.1、表1.2、表1.3所示。表1.1ΔKp的模糊规则表Table1.1ΔKpfuzzyruletable△NLNLPLNMPLNSPMZEPMPSPSPMZEPLZENMPLPLPMPSPSZENSNSPMPMPMPSZENSNSZEPMPMPSZENSNMNMPSPSPSZENSNSNMNMPMPSZENSNMNMNMNLPLZEZENMNMNMNLNL表1.2ΔKi的模糊规则表Table1.2ΔKifuzzyruletable△NLNLNLNMNLNSNMZENMPSNSPMZEPLZENMNLNLNMNSNSZEZENSNLNMNSNSZEPSPSZENMNMNSZEPSPMPMPSNMNSZEPSPSPMPLPMZEZEPSPSPMPLPLPLZEZEPSPMPMPLPL表1.3ΔKd的模糊规则表Table1.3ΔKdfuzzyruletable△NLNLPSNMNSNSNLZENLPSNLPMNMPLPSNMPSNSNLNMNMNSZENSZENSNMNMNSNSZEZEZENSNSNSNSNSZEPSZEZEZEZEZEZEZEPMPLNSPSPSPSPSPLPLPLPMPMPMPSPSPL（a）Δkp的模糊曲面图（b）Δki的模糊曲面图（c）Δkd的模糊曲面图图1.8输出的模糊曲面图Figure1.8Outputfuzzysurfacemap图1.8所示的输出模糊曲面平滑，表明模糊逻辑控制输出相对稳定。1.5Smith预估控制Smith预估控制对于滞后特性较强的系统控制效果明显，其原理是利用系统的动态特性增加预估模型对滞后特性进行针对补偿，从而获得滞后为0的反馈调节器。Gc(s)表示PID控制器传递函数，结合Smith反馈补偿调节器的系统结构如图1.9所示。图1.9Smith预估补偿系统Figure1.9Smithpredictivecompensationsystemflowchart图1.9的系统闭环传递函数：（3-10）将图1.9等效简化为：图1.10Smith预估补偿系统化简图Figure1.10Smithpredictivecompensationsystemflowchartsimplifieddiagram由图1.10可知，当Smith反馈补偿调节器加入系统后，系统的滞后特性部分被转移到闭环系统外，可以看出，对输出c(s)的控制将转换为对的控制，可以有效消除滞后特性对系统控制过程的影响即稳定性能提升。模糊PID控制可以解决系统模型在复杂变工况的参数变化的问题，Smith预估控制器可以补偿系统的滞后特性，将模糊PID控制与Smith