积分自整定模糊控制器的.doc

积分自整定模糊控制器的设计 摘要：MATLAB仿真，结果表明该方法相对于一般的模糊控制和PID控制具有良好的动态及稳态性能。 关键词：模糊控制；自；ATLAB仿真Design of Fuzzy Controller with Integration Self-adjusting Abstract: The basic fuzzy controler involve the problem of state error, one method of integration self-adjusting fuzzy controller is designed, which added a integrator in the basic fuzzy controller. The parameter of the integrator is adopted together with the fuzzy controller. The realize of the change of the parameter is based the control rules, which is concluded from the engerneering experiences. Form the result of the simulation, the result shows that the new method has a better dynamics and static characteristic than that of the basic fuzzy controller and the PID controller. Keyword: fuzzy control；self-adaptive adjustment；；MATLAB simulation; stabilityPID控制相结合的分段复合控制方法，这样既可以保证PID控制无静差、静态稳定性好的特点，又兼有模糊控制自适应能力强、动态特性好的特点[18]。 常规的二维模糊控制器是以误差和误差变化率作为输入变量，因此，一般认为这种控制器具有模糊比例-微分控制作用，但缺少模糊积分作用。这种模糊控制系统的稳定性能不能令人满意。而积分控制的作用能消除误差，提高系统的稳态精度。于是可以在模糊控制中加入积分环节，构成自整定模糊-积分控制器。本文正是基于这一思想来进行研究的。 1.2 模糊控制理论的发展及现状 L．A．Zadeh基于其模糊集概念最早提出了简单FUZZY控制理论。“模糊”两字译自英文的“Fuzzy”一词，在英文中，该词除有模糊的意思外，还有“不明确”、“不分明”等含义。而模糊控制论正是以模糊数学为基础，应社会发展需要而产生的。因此，自Zadeh创立模糊数学以来，许多学者与专家都致力于此项研究，并对其在控制中的应用进行了广泛的探索.1973年，Zadeh给出了模糊逻辑控制器的定义和定理，为模糊控制莫定了基础。1974年，英国的E.H.Mamdni首次把模糊逻辑与模糊推理用于第一个试验性的蒸汽机控制，获得了成功并取得了比传统的DDC控制更好的效果。这一开拓性的工作，人们采用模糊逻辑进行工业控制的开始[13]1975年到1976年间，荷兰Delft高等工业学校的V.N.Lemke和W.Kickert研究了热水站的模糊控制，使这个用传统方法难以进行控制的多变量非线性对象实现了稳定可靠的控制。1976年，英国曼彻斯特大学D.A.Rutherford.G.A.Carter M.J.Hague在英国钢铁工司Middleshorough的一个烧结厂对原料的湿度进行了模糊控制，并实现了卓有成效的烧结。同年，英国学者Tong对压力和液面进行模糊控制，控制的难点虽然在于非线性，强耦合以及时间常数相差太大，但模糊控制仍收到了较好的控制效果.此后，Tong发表了许多篇模糊控制理论方面的文章，对模糊控制的发展起到了很大的促进作用[14]976-1977年，英国Stevenage的Warren Spring实验室的P.J.King和E.H. Mamdni等人合作，用模糊控制对反应器进行温度控制。这个系统是一个大延时的惯性系统，闭环时系统不稳定.在控制中，他们采用模糊模型的预估方案，从而成功地解决了不稳定的问题[15]1977年，英国的Pappis和E.H.Mamdni等人用模糊控制的方法对十字路口的交通进行管理实验，使平均等待时间减少了70%，取得了良好的效果。后来，加拿大及日本等国也有很成功的实例[16]1979年，英国的T.J.procyk和E.H.Mamdni研究出一种自适应的模糊控制器，这种控制器在控制过程中能不断的修改控制规则和调整参数，使控制系统的性能不断完善。这如同人们在控