沈阳化工大学学士学位论文 第二章 PID控制
图2-4 不完全微分PID和完全微分PID控制特性比较
不完全微分PID控制中的微分作用能缓慢地维持多个采样周期，使一般的工业执行机构能较好地跟踪微分作用的输出。因此，抗干扰能力较强，在一些扰动频繁的场合应用十分普遍。
2.2 PID参数对系统控制性能的影响
2.2.1 比例系数KP对系统性能的影响
比例系数加大，使系统的动作灵敏，速度加快，稳态误差减小。KP偏大，振荡次数加多，调节时间加长。KP太大时，系统会趋于不稳定。KP太小，又会使系统的动作缓慢。KP可以选负数，这主要是由执行机构、传感器以控制对象的特性决定的。如果KD的符号选择不当，对象状态就会距离目标状态越来越远，如果出现这样的情况KP的符号就一定要取反。
2.2.2 积分时间常数Ti对系统性能的影响
积分作用使系统的稳定性下降，Ti小（积分作用强）会使系统不稳定，但能消除稳态误差，提高系统的控制精度。
2.2.3 微分时间常数Td对系统性能的影响
微分作用可以改善动态特性。Td偏大时，超调量较大，调节时间较短；Td
偏小时，超调量也较大，调节时间也较长。只有Td合适，才能使超调量较小，减短调节时间。
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沈阳化工大学学士学位论文 第二章 PID控制
2.3 PID控制器的选择与PID参数整定
2.3.1 PID控制器的选择
在引入PID之前要确定用哪种类型，即选定PID控制器的基本类型。通常依据表2-1原则确定。
表2-1 PID控制类型选定原则
被控参数 温度/成分 流量/压力 液位/料位
控制器 PID PI P
备注 *K
*K：当工业对象具有较大的滞后时，可引入微分作用；但如果测量噪声较大，则应先对测量信号进行一阶或平均滤波。
2.3.2 PID控制器的参数整定
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：
一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。
二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。
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沈阳化工大学学士学位论文 第三章 模糊控制器及其设计
第三章 模糊控制器及其设计
3.1 模糊控制器的基本结构与工作原理
模糊控制器有如下结构，图3-1呈现了其基本控制流程。
FC知识库 模糊化 模糊推理 解模糊 被控对象
图3-1 模糊控制器控制流程
为了了解模糊控制器的工作原理[5]，图3-2列出其结构框图。
FC知识库 ?-模糊化 模糊推理 解模糊 被控对象
图3-2 模糊控制器结构
显然，模糊控制器主要由模糊化接口、知识库、模糊推理机、解模糊接口四部分组成，通过单位负反馈来引入误差，并以此为输入量进行控制动作。
3.2 模糊控制器各部分组成
3.2.1 模糊化接口
模糊化接口接受的输入只有误差信号e（t），由e（t）再生成误差变化率或
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沈阳化工大学学士学位论文 第三章 模糊控制器及其设计
误差的差分Δe（t），模糊化接口主要完成以下两项功能：
⑴ 论域变换 ⑵ 模糊化
3.2.2 知识库
知识库中存储着有关模糊控制器的一切知识，它们决定着模糊控制器的性能，是模糊控制器的核心[6]。
⑴ 数据库（Data Base）
数据库中存储着有关模糊化、模糊推理、解模糊的一切知识，包括模糊化中的论域变换方法、输入变量各模糊集合的隶属度函数定义等，以及模糊推理算法、解模糊算法、输出变量各模糊集合的隶属度函数定义等。
⑵ 规则库（Rule Base）
模糊控制规则集，即以“if?then?”形式表示的模糊条件语句，如 R1：If e* is A1, then u* is C1, R2：If e* is A2, then u* is C2, ?
其中，e*就是前面所说的模糊语言变量，A1，A2，?，An是et*的模糊子集，C1，C2，?，Cn是u*的模糊子集。
规则库中的n条规则是并列的，它们之间是“或”的逻辑关系，整个规则
集合的总模糊关系为：
R??Rii?1n。
3.2.3 模糊推理机
模糊控制应用的是广义前向推理。即通过模糊规则对控制决策进行推断，以确定模糊输出子集。
3.2.4 解模糊接口
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