一种通用工业控制器的标准结构

发布时间:2007/9/11 0:00:00 访问次数:435

摘要 提出一种通用工业控制器的标准结构，解决了模糊控制与PI控制之间的无扰动切换问题，通过仿真验证该方案的有效性。

关键词 PID调节器模糊控制复合控制

1965年，美国加州大学著名控制论专家L.A．扎德发表了开创性论文“Fuzzy sets”以来，模糊控制技术大致经历了三个发展阶段。第一阶段是1965～1974年，这是模糊数学发展与成形的阶段。这一阶段，扎德开创了“模糊集”，并发表了“模糊算法”和语言与模糊逻辑相结合的系统建立方法。1974年Mamdani博士首次尝试利用模糊逻辑，成功地开发了世界上第一台模糊控制的蒸汽引擎。第二阶段大约为1974～1979年，这一阶段产生了简单模糊控制器。但这时的模糊控制器自适应能力和鲁棒性很有限，稳定性也不够理想。第三阶段是1979年至今，这是发展高性能模糊控制器的阶段。1979年T.J.Procky 和E.H.Mamdani共同提出了自学习的概念，使系统性能大为改善。

模糊数学70年代后期传入我国，不久在我国得到了飞速发展。80年代中期，我国在模糊理论研究的同时开始了模糊控制技术的研制开发工作。我国在模糊控制的研究和开发着重于通用模糊控制系统的开发工作。模糊控制与传统的控制相比，具有实时性好，超调量小，抗干扰力强，自动化程度高等优点。

然而，常用的模糊控制器也有自身的缺点，稳态精度较低，这与输出的离散控制量有关。在稳态较小的变化范围内，经典的线性控制技术能够较好地解决这一问题。PID控制器由于其结构简单，较好的鲁棒性而得到广泛应用，为控制工程师所熟悉。线性控制与模糊控制相结合的方案不是新概念，早在1987年就有庞富胜提出过，文献[３]中也有所尝试。从工程角度出发，具体实现这种复合型控制器，使之成为与PID控制器结构标准，使用方便的新型控制器，并解决了两种控制模块之间的无扰切换问题。我们设计的复合型控制器，在基本模糊控制器部分，针对典型的工业控制对象，作了标准化处理，使可调参数减少，调节简单。对这种新型控制器，我们利用Matlab5.0.2对同一类控制对象作了仿真实验，以验证它的调节性能。

１控制器结构图

该通用控制器由单回路控制器A、串级控制器B和PD－FC控制器C组成，具有强关强开、禁开禁关、限速限幅等功能。我们所研究的问题是模糊控制与传统控制器的组合控制问题，即PD-FC的设计问题。

1.1 总体结构

控制器总结构如

摘要 提出一种通用工业控制器的标准结构，解决了模糊控制与PI控制之间的无扰动切换问题，通过仿真验证该方案的有效性。

关键词 PID调节器模糊控制复合控制

１控制器结构图

1.1 总体结构

控制器总结构如

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