● 摘要
摘 要在实际控制系统中，控制对象往往存在不确定性、非线性、时变性和滞后性等特点，建立精确的数学模型通常非常困难。基于传统数学模型的控制方法难以有效地控制这些对象。智能控制理论正是为解决这些不确定性系统的控制问题而提出的。模糊控制作为智能控制领域的一个重要分支，主要用于解决非线性、滞后、复杂系统的控制，但设计时会不同程度地参入设计者的主观经验，从而影响系统的控制效果。如何减少模糊控制器设计中主观因素的影响、提高控制器的性能，实际应用中通常采用模糊控制与其它控制算法相结合的方案来使控制效果达到最优。本文所研究的以试件响应温度为控制目标参数的温度箱是一个具有非线性、滞后的被控对象，其精确的数学模型很难建立。系统的实际控制效果不仅与试件的质量大小和比热常数有关，而且与系统的目标温度的大小和升温速率的设定都有很大的关系。实际的使用经验表明单独采用传统的PID控制算法或模糊控制方法系统都很难获得满意的静态或动态性能。为此，本文通过结合实际的温度试验结果对该系统的特性进行了详细地分析和研究，在对控制对象的特点有全面客观认识的基础之上，论文综合PID控制和模糊控制的优点设计出了一种基于PID参数自调整的模糊PID新型控制器。这种控制器结合了PID控制和模糊控制的优点，并具有一定智能性。利用新设计的控制器在实际的温度箱中进行了试件温度控制试验，试验结果表明这种新设计的控制器与传统的PID控制器和模糊控制相比，系统的静态和动态性能都有很大的提高，同时针对不同质量的试件的不同的温度和升温速率的控制要求的自适应能力明显加强。可见，本文所设计的模糊自整定PID控制器对那些不易建立数学模型，大滞后，非线性的被控对象是有效的。提出的分析控制系统的方法和思路以及提出的解决方法和控制算法对类似的过程控制有较好的参考和借鉴价值。关键字：智能控制，不确定性系统，模糊PID控制，模糊自整定PID控制
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