模糊控制算法PID算法比較分析

模糊控制算法PID算法比較分析電氣學院控制理論與控制工程專業(yè)徐磊學號：10310070一：題目對于已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為:，假設(shè)系統(tǒng)給定為階躍值R=1，系統(tǒng)的初始值R(0)=0，試分析設(shè)計常規(guī)的PID控制器常規(guī)的模糊控制器比較兩種控制器的控制效果當通過改變模糊控制器的比例因子時，分析系統(tǒng)響應有什么變化？二：思路 對于模糊控制，采用二維輸入，分別是誤差e和誤差變化率e,然后通過增益放大，輸入到模糊控制器中，然后模糊控制器輸出也通過增益放大。模糊控制器的輸入、輸出論域取值為[-6，6]，隸屬度均勻劃分為五個區(qū)域，隸屬度函數(shù)采用梯形和三角形函數(shù)。μNBNSZE1PSPB -6-5-3-2-10123456兩個輸入和一個輸出的隸屬度函數(shù)相同。程序框圖如下：三：程序clear;num=1;den=[10,1];[a1,b,c,d]=tf2ss(num,den);x=[0];%狀態(tài)變量初始T=0.01;%采樣周期h=T;N=10000;%采樣次數(shù)td=0.5;%延時時間Nd=50;%延時周期R=1*ones(1,N);%輸入信號e=0;de=0;ie=0;%誤差，誤差導數(shù)，積分kp=12.5;ki=0.8;kd=0.01;fork=1:Nuu(1,k)=-(kp*e+ki*de+kd*ie);%PID輸出序列ifk<=Ndu=0;elseu=uu(1,k-Nd);end%龍格庫塔法仿真k0=a1*x+b*u;k1=a1*(x+h*k0/2)+b*u;k2=a1*(x+h*k1/2)+b*u;k3=a1*(x+h*k2)+b*u;x=x+(k0+2*k1+2*k2+k3)*h/6;y=c*x+d*u;e1=e;e=y(1,1)-R(1,k);de=(e1-e)/T;ie=ie+e*T;yy1(1,k)=y;end%設(shè)計模糊控制器a=newfis('Simple');a=addvar(a,'input','e',[-6,6]);a=addmf(a,'input',1,'NB','trapmf',[-6-6-5-3]);a=addmf(a,'input',1,'NS','trapmf',[-5-3-20]);a=addmf(a,'input',1,'ZR','trimf',[-202]);a=addmf(a,'input',1,'PS','trapmf',[0235]);a=addmf(a,'input',1,'PB','trapmf',[3566]);a=addvar(a,'input','de',[-66]);如圖，紅色的為模糊控制輸出，藍色的為PID控制器輸出。比較起來，有下面的結(jié)論：超調(diào)明顯是PID控制器大一些，模糊控制器在這一點上有優(yōu)勢調(diào)整時間模糊控制器就要差很多了穩(wěn)態(tài)誤差模糊控制器要小一些改變比例因子當ke從8.5調(diào)整到2