模糊控制算法PID算法比较分析

1、模糊控制算法P ID算法比较分 析作者:日期:模糊控制算法P ID算法比较分析电气学院 控制理论与控制工程专业徐磊 学号：1 0 31 0 0 7 0一:题目对于已知系统的传递函数为：G(S) - e05S，假设系统给定为阶跃10S 1e值R=1,系统的初始值R( 0)=0,试分析设计1常规的PI D控制器2常规的模糊控制器3比较两种控制器的控制效果当通过改变模糊控制器的比例因子时，分析系统响应有什么变化？:思路?对于模糊控制，采用二维输入，分别是误差 e和误差变化率 e,然后通过增益放 大，输入到模糊控制器中，然后模糊控制器输出也通过增益放大。模糊控制器的 输入、输出论域取值为-6，6，隶属

2、度均匀划分为五个区域，隶属度函数采用梯 形和三角形函数。PB5 6程序框图如下:三:程序clear;nu m= 1;d e n =10, 1 ;a1 , b,c,d=tf2 s s (nu m,d e n);x= 0 ; %状态变量初始T= 0. 01;%采样周期h=T;N= 1 0000; %采样次数 t d=0. 5; %延时时间Nd = 50 ; %延时周期R=1*on e s(1,N); % 输入信号 e=0;de=0; i e=0; %误差，误差导数，积分kp =1 2. 5;ki=0 .8;kd =0.0 1;f or k= 1 :Nu u( 1, k) =- (kp*e+ k i

3、*de+k d *ie) ; %P I D 输出序列i f k< = Ndu=0;e l s eu=uu(1,k- N d);end%龙格库塔法仿真k0= al *x+b*u;k1=a1*(x+h*k 0 /2)+b*u ;k2= a 1* (x+h*k1/ 2 )+b* u;k 3=a 1 *(x+h*k 2 ) + b* u ;X =x+ ( k0 + 2* k 1+ 2 * k 2+k3)衣 h/6; y= c* x+d* u ;e仁e;e=y( 1 ,1)-R(1, k);d e= (e1 e)/T;ie=ie+e * T;yy1(1, k) = y ;end%设计模糊控制器a=

4、newfis ('Simple');a= addva r (a, 'in p u t ','ez , 6, 6);a = a ddm f (a,'i n put', 1, 'N B', 't r apmf, 6 -6 -5 -3);a= ad d m f (a,'in pu tz ,1,ZNSZ ,'t r apm f, 5 -3 -20 );a= ad dm f ( a, 'inp utz , 1,z ZR'，/ t rim f ', -2 02);a= ad d mf(a

5、 , 'in p ut',1,'PS','tr ap m f ', 0 2 3 5 );a=addmf(a,'input',1 , 'PB ','trapmf , 35 6 6 );a=add v ar( a ,' i nput', / dez , 66);a=ad d m f(a,z i np u t',2,'NB', / trapmfz, -6 6-5 - 3);a=addmf(a,'i np ut',2,' N S','

6、t rap m fz ，-5 -3 -2 0);a = ad dmf (a,z i np ut' ,2 ,'Z Rz ,' t r imf,-20 2 );a= addmf(a , 'inp ut ',2,'PS',Z trapmf,O2 3 5 );a= ad d mf(a, / in putz, 2,'PB','tr a pm f / , 356 6);a=a d dvar(a,/。utpu t ',z uz , 6 6);a = a ddm f(a,z outp ut ',1 ,'N

7、B',z t rap mf, -6 6 5 3); a= addmf(a,' o utp u t/ ,1, 'NS', 'trapm f, -5-3 -20);a =ad d m f (a,'outp u tz ,1,R', z t r i mf,-2 02);a=ad dm f ( a, 'ou tp ut',1,'P S ', 'trapm f ', 0 2 3 5 );a =ad d mf( a, 'o u tputz , 1 ,'PB','tra p

8、m f z , 3 5 6 6;%规则表rr=5 54 4 35 4 43 344 33 24 33 223 3 2 2 1;r仁zer o s (pr o d(size (rr) ),3);%初始化%r 1赋值k=1 ;for i=1: s ize(rr, 1)for j = 1 :s i ze (r r,2)r1(k, :) =：i ,j, rr( i, j);k=k +1 ;ende n dr2=on es(25,2);rulel ist = r 1,r2;% 得到规则表a=addru le (a,ru lelist);e= 0 ; d e= 0;ie= 0 ;x=0 ;ke=8.5;k

9、d = 0. 5;ku =2 .2;%增益，比例因子ki=0.0 1 ;fo r k= 1 : Ne1=ke * e;de 1 = kd *de;if e 1>=6e仁6;e 1 sei f e 1 <= 6e1=- 6 ;endif d e1>=6de 1=6;else if de1<=- 6de1=-6;e ndin=e1del;uu( 1 ,k)= k u*eval f is(in , a) ie*k i ;if k< = Ndu=0;el s eu=uu(1,k N d );endk0 = a1*x+b *u ;k1=a 1 * (x+h* k 0/2)+

10、b 衣 u;k2=a1*(x+h*k1/ 2) + b*u;k 3= a 1* (x +h * k2) +b*u;x= x +( k0 + 2*k1+2*k2+k3)*h /6; y =c*x+ d *u ;yy( 1, k)=y ；e1 = e ;e=y-R(1, k);d e =(e-e1)/T;end%画图kk = 1 : N*T;fi g u r e(1);pl o t ( k k,R,' kz , k k,y y ,z r', kk ,yy 1 ,z b');x l abe l ('t i me');yla b e l ('outp u t');四：结论 运行后,2000.2上门0.25102D253015 ti me0.6改变比例因子 当ke从8.5，有下面的结论：明显是PI D控制器大一些，模糊控制器在这一点上有优势 模糊控制器就要差很多了模糊控制器要小一些90100调整到20时，如图 6 -Q.O J