基于模糊PID參數(shù)自整定的溫度控制系統(tǒng)的研究
4 仿真結(jié)果
4.1 建立系統(tǒng)Simulink仿真框圖
在Matlab的Simulink環(huán)境下根據(jù)圖2設(shè)計出系統(tǒng)的仿真框圖。如圖3所示。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/162084.htm
,模糊化因子ke=0.12,kec=0.02,解模糊因子K1=1.8,K2=0.03,K3=0.01,PID參數(shù)值KP=3.5,KI=0.025,KD=0.1。圖4是常規(guī)PID控制曲線圖和模糊PID控制曲線圖。仿真結(jié)果表明,模糊PID控制方法較常規(guī)的PID控制,具有較高的控制精度,超調(diào)量小,控制效果好。
仿真顯示采用Fuzzy-PID算法,沒有振蕩并且超調(diào)量小,從仿真的結(jié)果可以看出,常規(guī)PID算法調(diào)節(jié)時間為55 s,而模糊PID的調(diào)節(jié)時間是27 s,常規(guī)PID的超調(diào)量是26%,而模糊PID的超調(diào)量是1.27%,明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的PID算法。
4.3 溫度控制系統(tǒng)實際控制效果
將常規(guī)PID和模糊PID參數(shù)自整定算法用于溫度控制系統(tǒng)中,以及加入相同的干擾后對控制效果的影響,其溫度控制實驗曲線如圖5,圖6所示。
從溫度控制系統(tǒng)的實際控制結(jié)果看出:常規(guī)PID算法調(diào)節(jié)時間為4.4 min,而模糊PID的調(diào)節(jié)時間是2.1min,常規(guī)PID的超調(diào)量是10%,而模糊PID的超調(diào)量是6%;在加入相同干擾的情況下,系統(tǒng)恢復穩(wěn)定的時間,常規(guī)PID是2.7 min,模糊PID是0.9 min。
5 結(jié)語
溫度控制系統(tǒng)具有非線性、時變性和滯后性的特性,并且鍋爐水溫控制系統(tǒng)中的循環(huán)水也是強干擾,增加了系統(tǒng)控制的復雜性,常規(guī)PID控制效果不太理想,而模糊PID參數(shù)自整定控制算法對于解決溫度系統(tǒng)中的非線性、時變性和大延時起到明顯的改善效果,對干擾也具有較好的抑制調(diào)節(jié)能力。
評論