光電跟蹤伺服系統(tǒng)中模糊控制器的設(shè)計與仿真

三、帶有二維模糊控制器的光電跟蹤伺服系統(tǒng)仿真模型簡介：

　　如圖一所示，光電跟蹤伺服系統(tǒng)是雙環(huán)隨動系統(tǒng)，他由速度環(huán)和位置環(huán)構(gòu)成，在位置環(huán)上，模糊控制器和常規(guī)經(jīng)典控制器被設(shè)計成按系統(tǒng)偏差大小進(jìn)行分段控制。

　　Subsystem1子系統(tǒng)如圖二所示，偏差E和EC是S-函數(shù)的兩個輸入，S-函數(shù)的輸出是比例因子Ke、Kec和Ku還有位置環(huán)常規(guī)控制器的輸入jd。
　　應(yīng)用S-函數(shù)ep11_he.m能實(shí)現(xiàn)兩種控制器之間的切換，切換點(diǎn)選取為0.1。當(dāng)系統(tǒng)偏差絕對值大于切換點(diǎn)時，為模糊控制器工作，使系統(tǒng)偏差迅速減小;小于切換點(diǎn)時，Subsystem1子系統(tǒng)的jd端口輸出為e，常規(guī)控制器控制工作，保證系統(tǒng)控制精度[3]。ep11_he.m對模糊控制器的兩個輸入E和EC的比例因子Ke和Kec進(jìn)行配置。由于比例因子Ke和Kec的取值對光電跟蹤伺服控制系統(tǒng)的動態(tài)性能影響很大。Ke選取較大，系統(tǒng)的超調(diào)量也較大，過渡過程較長，但上升時間變短;Kec的取值越大，系統(tǒng)超調(diào)量越小，但系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢，同時，模糊控制器輸出比例因子Ku選擇過小將導(dǎo)致動態(tài)過程變長，過大又會使系統(tǒng)振蕩[4]。按照這一規(guī)律（經(jīng)過仿真試驗驗證），在S-函數(shù)ep11_he.m中，特別將兩個輸入E和EC分別與兩個輸入比例因子Ke和Kec聯(lián)系，使Ke和Kec隨著E和EC的變化而變化，當(dāng)偏差較大時，Ke取較大值，系統(tǒng)上升時間變短，響應(yīng)速度較快;當(dāng)偏差較小時，Ke應(yīng)為較小值，使系統(tǒng)超調(diào)下降;同樣，對于偏差變化可以使之與EC建立聯(lián)系，在系統(tǒng)響應(yīng)的上升時間里，保持較大值，以減小系統(tǒng)超調(diào)量;當(dāng)EC較小時，Kec的值迅速減小，系統(tǒng)保持較快的響應(yīng)速度。ep11_he.m中對于Ku的取值原則，在系統(tǒng)響應(yīng)的上升狀態(tài)中，使Ku取較大的值，減小系統(tǒng)的動態(tài)過程時間;當(dāng)系統(tǒng)E和EC比較小時，Ku取較小的值，避免系統(tǒng)振蕩。