FUZZY-PID參數(shù)自整定PID算法及程序?qū)崿F(xiàn)

1、一、增量PID控制算法1增量PID控制基本原理增量 PID 算法公式 u(t)=Kp*(e(t)-e(t-1)+Ki*e(t)+Kd(e(t)-2*e(t-1)+e(t-2)式 1 u(t)本次控制應(yīng)輸出的增量e(t)基本偏差，當前測量值與設(shè)定目標的偏差。設(shè)定目標為被減數(shù)，e(t)可正可負。e(t-1) 上一次的基本偏差。e(t-2)上兩次的基本偏差。e(t)-e(t-1)基本偏差的相對偏差，即本次基本偏差減上次的基本偏差，用于考察控制對象的變化趨勢，這是微分項的體現(xiàn)。Kp比例常數(shù)。Ki基本常數(shù)。Kd微分常數(shù)。輸出量公式 Pout(t)=Pout(t-1) + u(t)式 2即本次輸出量應(yīng)是上

2、次輸出量加本次應(yīng)該有的增量。2.PID調(diào)整區(qū)確定及 PID常數(shù)取值范圍。(1) 如果測量結(jié)果與控制目標相差甚遠則可以用最大輸出或零輸出而沒有必要啟動增量PID調(diào)節(jié)，直到測量結(jié)果進入PID控制區(qū)域后，方啟動 PID細化調(diào)節(jié)。(2) PID常數(shù)取值范圍設(shè)調(diào)整區(qū)域測量范圍為- a,+ a,輸出區(qū)域為O0utm。 u(t)為測量值的增量PID結(jié)果，因此其范圍就是- a,+ a。由于實際應(yīng)用時測量值與輸出量可能并非同一物理量， 因此在作實際輸出時應(yīng)把測量值的PID增量映射為輸出物理量，再作輸出，因此有如下映射關(guān)系 Pout(t)=Pout(t-1)+ Outm/2 a* u(t)。當計算出的 Pout(

3、t)超越0Outm范圍時，應(yīng)作 邊界限制。為計算編程方便，Kp,Ki,Kd均作歸一化處理，即取值范圍均是0,1。二、模糊控制基本原理及FUZZY-PID參數(shù)自整定模糊數(shù)學中定義了 7個模糊子集為PB (正大)，PM (正中)，PS (正小)，ZE (零)，NS (負小)，NM (負中)，NB (負大)，可根據(jù)經(jīng)驗對輸入量進行模糊處理，然后進行模糊 運算解析出輸出量的模糊值。對于PID控制器，可通過模糊運算方法計算出PID的三個參數(shù)，即稱為PID控制器的模糊參數(shù)整定。具體方法是，PID模糊參數(shù)整定器有兩個輸入量，偏差e,和偏差變化率 ec,(這里e即是式1中的e(t) , ec即e(t)-2*e

4、(t-1)+e(t-2),有三個輸出 量 Kp, Ki, Kd,根據(jù)資料模糊PID參數(shù)自整定技術(shù)及其在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用,有如下模糊運算表：表 KpecNBNMNSZEPSPMPBeNBPBPBPMPMPSZEZENMPBPBPMPSPSZENSNSPMPMPMPSZENSNSZEPMPMPSZENSNSNMPSPSPSZENSNSNMNMPMPSZENSNMNMNMNBPBZEZENMNMNMNBNB表二 KiecNBNMNSZEPSPMPBeNBNBNBNMNMNSZEZENMNBNBNMNSNSZEZENSNBNMNSNSZEPSPSZENMNMNSZEPSPMPMPSNMNSZEPS

5、PSPMPBPMZEZEPSPSPMPBPBPBZEZEPSPMPMPBPB表三 KdecNBNMNSZEPSPMPBeNBPSNSNBNBNBNMPSNMPSNSNBNMNMNSZENSZENSNMNMNSNSZEZEZENSNSNSNSNSZEPSZEZEZEZEZEZEZEPMPBNSPSPSPSPSPBPBPBPMPMPMPSPSPB計算出e和ec后可通過查表得方法得出 Kp, Ki, KdKp=(1+ Kp)*Kp0, KpO為上次的Kp值， Kp值應(yīng)采用歸一化處理Ki=(1+ Ki)*Ki0, Ki0為上次的Ki值， Ki值應(yīng)采用歸一化處理Kd=(1+ Kd)*KdO, KdO為上次的 Kd值， Kd值應(yīng)采用歸