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模糊PID在恒温箱温度控制中的应用

发布日期:2021-11-06 08:18   来源:未知   阅读:

  ,箱温在-10~60℃;低温恒温箱,箱温小于-10℃。本人自己研制了一新型的恒温箱系统,要求恒温箱内温度能精确控制在25℃。由于外界环境的温度可比25℃高也可低,因此恒温箱具有制冷系统和加热系统,所设计恒温箱系统由恒温箱箱体、齿轮泵、压缩机系统、电加热管、油管以及控制器等组成。系统在箱体外部对流经油管的变压器油控温,经过控温的变压器油重新流回恒温箱的箱体内。因为恒温箱在冬天和夏天,所处的环境温度不同,所以恒温箱的温度模型也是不同的,也可以说恒温箱是个时变的系统。通过实验测试的方法测量出恒温箱在外界环境温度为8℃,15℃和35℃时系统在电加热情况下的模型分别为

  模糊理论是在美国柏克莱加州大学电气工程系Lotfi. A. Zadeh 教授于1965 年创立的模糊集合理论的数学基础上发展起来的,他提出了能够表征人类思维中模糊概念的方式——隶属度函数,发表了题为“Fuzzy Set”的论文[1]。模糊控制器FC (fuzzy controller)也称为模糊逻辑控制器FLC (fuzzy logic controller)[2~4]。模糊PID控制器是一种在常规PID 调节器的基础上,应用模糊集合理论根据控制偏差、偏差绝对值,在线自动整定比例系数、积分系数和微分系数的模糊控制器。模糊逻辑控制器动态性能抗扰性和PID 控制器稳态精度高,取两者的优点就构成模糊PID控制器。其控制器不仅保持了常规PID控制器的优点,而且具有很强的鲁棒性和适应性。自适应模糊PID 控制器以偏差e 和偏差变化率ec 作为输入,可以满足不同时刻偏差e 和偏差变化率ec 对PID 参数自整定的要求。利用模糊控制规则在线对PID 参数进行修改,便构成了自适应模糊PID 控制器,其结构如图1 所示。

  PID 参数的整定必须考虑到在不同时刻3 个参数的作用以及相互的互联关系。根据 Kp 、 Ki 和 Kd 对系统输出特性的影响情况,可归纳出在一般情况下,在不同的e和ec时,被控过程对参数 Kp , Ki 和 Kd 的自整定要求如下:

  ② 当 e 和ec 为中等大小时,为使系统响应的超调减小,并保证系统的响应速度, Kp 、 Ki 、 Kd 的值的大小适中;

  ③ 当 e 较小时,为使系统具有良好的稳态性能,应增加 Kd 和 Ki 的值,同时为了避免系统在设定值附近振荡,并考虑系统的干扰性能,应适当地选取 Kd 的值,其原则是:当ec 较小时, Kd 可取的大些,通常取为中等大小;当ec 较大时, Kd 应取小些。手机看香港最快开奖结果

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