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(xué)院控制理論與控制工程專業(yè)徐磊學(xué)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(jì)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(dāng)通過改變模糊控制器的比例因子時(shí)，分析系統(tǒng)響應(yīng)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(gè)區(qū)域，隸屬度函數(shù)采用梯形和三角形函數(shù)。μN(yùn)BNSZE1PSPB -6-5-3-2-10123456兩個(gè)輸入和一個(gè)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(shí)時(shí)間Nd=50;%延時(shí)周期R=1*ones(1,N);%輸入信號e=0;de=0;ie=0;%誤差，誤差導(dǎo)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(jì)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(lán)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(diǎn)上有優(yōu)勢調(diào)整時(shí)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(dāng)ke從8.5調(diào)整到2