系統切換到常規U型硅碳棒模糊控制器
2021-03-28 10:05:07 點擊：
在本文的上一節中，詳細的討論了工業中應用比較廣泛的Pm算法的特點。P控制算法對具有非線性、大時滯、時變、強禍合等特性的被控對象，控制效果并不理想。設計出固定參數的線性PID控制器往往難以得到最優的控制效果;雖然針對這種現象在實際應用中又出現了最優PID，非線性Pm及自適應PID等控制算法。但是從根本上說，由于對PID參數的尋優是對PID三種控制作用的折中及對“干擾抑制整定”和“目標跟蹤整定”的折中，其整定出的參數并不是最優的，它受到PID控制規律本身的限制。由于PID控制具有很高的穩態精度，將U型硅碳棒模糊控制器與PID控制結合起來，揚長避短，即具有模糊控制靈活而適應性強可對付系統非線性特性的優點，又具有PID控制精度高的特點，正好可以發揮它們各自的長處。因此，在溫度控制系統的設計中引入FUZZY-PID雙模控制策略，將大大改善系統控制的動態響應性能。
本文提出了基于闡值切換的FUZZY-PID雙模控制算法，其基本思想是采用PID控制器與U型硅碳棒模糊控制器并聯方式，大偏差時采用模糊控制，小偏差則用自整定PID控制，既提高了控制精度，又消除了極限環振蕩，從而使二者的優點得以充分發揮，實現最優控制。其控制結構圖如圖3-3所示。基于闡值切換的雙模控制結構具有以下特點:切換是程序根據事先設定的偏差范圍自動進行的。系統引入Bang-Bang開關，程序判斷偏差E的大小來進行控制模式的切換，當偏差e大于某一闡值時，系統切換到常規U型硅碳棒模糊控制器，在常規U型硅碳棒模糊控制器的作用下，系統可以加快響應速度;當偏差e小于闡值X時，系統切換至常規Pm控制器，在常規PID的控制下，系統的穩態精度可以得到大大的提高，控制過程中可以根據需要啟動Pm參數自整定程序，使得Pm參數的整定由控制系統自動完成而不需要人工整定，從而使得這種雙模控制器具有響應快、穩態精度高、使用方便的特點。基于閉值切換的雙模控制算法簡單，實時性好且響應快，能夠消除靜態誤差。切換點成為影響系統性能的關鍵，過早切換體現不出模糊控制的優點而使超調量過大;過晚則不利于盡快消除穩態誤差。www.yagpc.com
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