基于MATLAB仿真的室内温度控制算法

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基于MATLAB仿真的室内温度控制算法

作者：徐琴琴 凌峻

来源：《电子技术与软件工程》2018年第04期

摘 要本文主要研究了各类模糊PID算法，介绍了各类模糊PID算法的原理，并将各种迷糊PID算法应用到系统中，观察系统阶跃响应曲线，分析算法的性能。算法参数调整好后，加入干扰观察系统的抗干扰能力，改变算法的控制对象，考察算法的鲁棒性。 【关键词】模糊PID 阶跃响应曲线 鲁棒性 1 模糊PID的由来

由研究可知模糊控制系统存在静差，为了改善模糊控制的性能，提出模糊PID的思想。要提高模糊控制的精度和跟踪性能，就要对语言变量取更多的语言值，分档越细，性能越好，但规则数和计算量也随之增加，从而使调试更加困难，控制器的实时性难以满足要求。因此想到将模糊控制器和常规的PID并联，达到两种控制器性能的互补。 2 各类模糊PID的简介

模糊PD和精确积分即模糊控制中模糊控制器的输入为E和DE，相当于PID控制中的比例微分项。因此将模糊控制视为模糊PD控制。该系统只是增加了积分项，模糊控制规则并没有改变。但能做到系统阶跃响应时稳态无静差。这就是模糊控制结合PID控制的优点。模糊PD和模糊PI即将模糊PD和模糊PI并联。其输入为误差E。模糊PID是一个二输入三输出控制器，输入为误差E和误差的变化DE，输出为PID的参数。但此时还需将这三个参数精确化，即乘上一个精确化因子。此时的，，。较模糊控制，模糊PID控制器的输入变量没有变化但输出变量增加到三个。

3 各类模糊PID算法在室内温度控制系统中仿真应用 各类模糊PID控制系统阶跃响应曲线： 如图1所示。

由阶跃响应曲线可以看出，模糊PD和精确积分对于二阶被控对象 阶跃响应存在稳态误差。将被控对象变为

，其余参数不变换，再次观察系统的阶跃响应曲线。此时的阶跃响应曲线稳态时无静差，说明该控制器对于被控对象为一阶惯性系统时能满足控制要求。考察该系统的抗扰能力，在30ms时向系统加入一脉冲信号，观察原系统的响应去曲线和被控对象降阶后的响应曲线。由