模糊PID控制器的设计及仿真开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

传统pid控制器具有控制原理简单、使用方便、工作可靠等特点，但实际工业生产过程往往具有非线性、时变等不确定性干扰。常规pid控制器经常出现参数整定不良、控制性能欠佳，且对运行工况的适应性较差等情况。[1]单纯的模糊控制具有简化算法、解决非线性问题方面的优势。但在控制系统精度、静差和稳定性方面效果不是很理想。[2]模糊pid控制结合了传统pid控制和模糊控制的优点，控制时按照人的思维方式、根据系统输出在线实时调整pid的3个参数，不但加强了系统的适应性和稳定性，而且提高了系统的控制精度，改善了系统的动态特性和静态性能。[3]但与传统pid技术的成熟相比，模糊pid在控制回路上仍保留pid调节器，同时采用fuzzy推理方法作为常规pid控制器的自调整结构，实际上是对pid控制器进行了非线性处理，实现了系统特性变化与控制量之间的非线性映射关系。从这种意义上说，模糊自适应pid控制器是一种非线性pid控制器。在matlab环境下，通过模糊逻辑工具箱和simulink可以快速有效地完成模糊自整定pid控制器的仿真。[4]

（一）pid控制器

pid控制器的控制算式为u(t)=kp*e(t) ki*∫e(t)dt kd*de(t)/dt

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

研究和解决的问题：1.传统pid控制中比例、积分、微分的控制作用；2.模糊控制系统的搭建及其优缺点；3.模糊控制与传统pid控制结合的复合控制对系统性能的改善；研究手段：1.在simulink中分别搭建比例、积分、微分控制平台，通过改变kp，ki，kd参数比较比例积分微分环节的作用。

2.在simulink中搭建pid控制平台，分别改变比例积分微分参数，得出3个环节共同作用对系统性能的调整。

3.在simulink中搭建fuzzy控制平台，实验比较fuzzy的优缺点。