基于模糊PID皮革收縮溫度測定儀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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在對參數(shù)模糊自整定PID控制器輸出信息模糊判決時，偏差的基本論域取為[-3，3]以及偏差所取的模糊集合的論域?yàn)閇-n，…，0，…，n]；偏差變化率的基本論域?yàn)閇-ec，ec]以及誤差所取的模糊集合的論域?yàn)閇-n，…，0，…，n]；其中e，ec表征誤差大小的精確量，n是在0～e(0～ec)范圍內(nèi)連續(xù)變化的誤差離散化后分成的檔數(shù)(在實(shí)際控制系統(tǒng)中e≠n，ec≠n)。為進(jìn)行模糊化處理，必須利用偏差量化因子ke和偏差變化率量化因子kec將輸入量由基本論域轉(zhuǎn)化到模糊集的論域，則偏差量化因子ke和偏差變化率量化因子kec計(jì)算公式：本文引用地址：http://2s4d.com/article/163736.htm
在儀器中，由于皮革收縮溫度測定儀的溫度控制系統(tǒng)要求上升速率在0～3℃／min范圍之內(nèi)，為了達(dá)到要求，對不同的上升速率，偏差采用不同的量化因子。例如，當(dāng)上升速率為2℃／min時，采樣時間O．3 s；當(dāng)上升速率為0．01℃／0．3 s時，e的基本論域取[-0．02，0．02]，模糊集合的論域取n=2，e的量化因子ke=2／0．02=100，ec的基本論域取[-0．01，0．01]，ec的量化因子kec=2／0．01=200。
在參數(shù)模糊自整定PID控制器原理圖中，對建立的模糊控制規(guī)則要經(jīng)過模糊推理才能決策出控制變量的一個模糊子集，它是一個模糊量而不能直接控制對象，還需要用合理的方法將模糊量轉(zhuǎn)化為精確量(解模糊化)，以便最好地發(fā)揮模糊推理結(jié)果的決策效果。在解模糊化時，采用重心法(式(4))，得到控制量“控制被控對象。
在Matlab的Simulink環(huán)境下，建立參數(shù)模糊自整定PID控制器和常規(guī)PID控制器的系統(tǒng)圖進(jìn)行系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)。參數(shù)模糊自整定PID控制器仿真曲線圖和常規(guī)PID仿真曲線圖如圖4所示。通過系統(tǒng)響應(yīng)曲線圖，從系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行分析，參數(shù)模糊自整定PID控制器能有效地抑制了超調(diào)，同時也使皮革收縮溫度測定儀溫控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無靜差跟蹤，其控制效果優(yōu)于常規(guī)PID控制器的控制。
3 結(jié) 語
仿真結(jié)果表明，參數(shù)模糊自整定PID控制系統(tǒng)提高了皮革收縮溫度測定儀溫度控制系統(tǒng)的靜態(tài)性能和動態(tài)性能，使溫度控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的魯棒性，自適應(yīng)性，有效地解決了溫度控制系統(tǒng)的溫度漂移問題且具有較強(qiáng)的抗干擾性能。
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