仿真结果分析

1、仿真结果分析常规 PID 控制器与模糊控制器的设计及其鲁棒性对比分析本次设计中采用一个PID 控制器，一个模糊控制器，一个模糊自适应PID 控制器，进而比较各自的性能。三种模糊控制器的结构如下图：（ 1）已知被控对象的传递函数为：G (s)Ke sTs1T300, K1,100试设计常规PID 控制器和模糊控制器（至少用2 种类型的模糊控制器）分别对被控对象进行控制。通过仿真对比其控制效果并分析控制器的特点。仿真结果分析：仿真图像说明：PID ：常规 PID 控制器仿真结果Fuzzypid ：模糊自适应PID 控制器仿真结果1 / 9仿真结果分析fuzzy ：模糊控制器仿真结果仿真结果分析：从

2、仿真图像来看，模糊自适应PID 的响应 3 速度要快于其它两类仿真器，普通 PID 的超调大于其它两类控制器。从仿真结果来看模糊自适应PID 控制器的鲁棒性最好。模糊自适应PID 集成了模糊控制器稳定性和PID 控制器的快速响应的优点，既有自适应性，又有好的稳定性和快速响应性。第二问： 当被控对象参数发生变化，a：T 减小30%，K, 不变；b:T 增大 30%，K, 不变；c： 增大 30%，K, T不变；d: T 减小 30%， 增大 30%，K不变；e: T 增大 30%， 增大 30%，K增大 30%。通过仿真对比分析控制器的鲁棒性。2 / 9仿真结果分析仿真图像说明： A ：为参照曲

3、线（ T=300,K=1,=100）； a 曲线：（ T减小 30%， K,不变 ）；b曲 线 ：（ T增大 30%， K,不变 ）c 曲 线 ：（增大 30% ， K, T不变 ）； d 曲 线 ：（ T减小 30%， 增大 30%， K不变 ）； e：曲线（ T增大 30% ， 增大 30%， K增大 30% ）仿真结果分析：从仿真结果来看模糊自适应PID 控制器的鲁棒性最好。在各项参数发生变化时，响应速度变化不大；静态误差变化不大；响应时间变化也不大。模糊自适应PID集成了模糊控制器稳定性和PID 控制器的快速响应的优点，既有自适应性，又有好的稳定性和快速响应性。3 / 9仿真结果分析仿

4、真图像说明： A ：为参照曲线（ T=300,K=1,=100）； a 曲线：（ T减小 30%， K,不变 ）；4 / 9仿真结果分析b曲 线 ：（ T增大 30%， K,不变 ）c 曲 线 ：（增大 30% ， K, T不变 ）； d 曲 线 ：（ T减小 30%， 增大 30%， K不变 ）； e：曲线（ T增大 30% ， 增大 30%， K增大 30% ）仿真结果分析：从仿真结果来看模糊控制器的鲁棒性要好得多，因为它具有自适应能力。只是当 K 值发生变化时，出现大的稳态误差。仿真结果哦显示当K 值增加30%时仿真曲线发散。保持 K 不变时，控制器在其他参数变化时，响应速度，响应时间，

5、静态误差等都相差不大，显示鲁棒性较差。普通 PID 控制器：5 / 9仿真结果分析仿真图像说明： A ：为参照曲线（ T=300,K=1,=100）； a 曲线：（ T减小 30%， K,不变 ）；b曲 线 ：（ T增大 30%， K,不变 ）c 曲 线 ：（增大 30% ， K, T不变 ）； d 曲 线 ：（ T减小 30%， 增大 30%， K不变 ）； e：曲线（ T增大 30% ， 增大 30%， K增大 30% ）仿真结果分析：从仿真结果来看常规PID 控制器在其控制对象参数发生变化时，其超调和响应时间都明显变大，因此常规PID 的鲁棒性不好。第三问：6 / 9仿真结果分析仿真图像

6、说明：曲线 a： G( s)1e 100 s(300 s 1)（ 50s+1）曲线 b： G ( s)1300s1仿真结果分析： 从仿真结果来看，模糊自适应PID 在 a 中情况下的超调量明显大于b 种情况的超调量。 两种情况的稳定时间相同，响应速度来看 a 种和 b 中情况相差不大。 稳态误差：两者的稳态误差相差不大，鲁棒性较好。7 / 9仿真结果分析仿真图像说明：曲线 a： G( s)1e 100 s(300 s 1)（ 50s+1）曲线 b：1G ( s)1300sa 种条件下的响应速度与b 情分析仿真结果 ：从仿真结果来看，模糊控制器的鲁棒性较好，况相差不大，其自适应能力较强。8 / 9仿真结果分析仿真图像说明：曲线a： G( s)1e 100 s(300 s1)（ 50s+1）曲线 b：G ( s)1300s1仿真结果分析： 仿真结果