通過上述工作,完成對模糊控制器的設計,在模糊控制系統(tǒng)仿真框圖中加入模糊控制器,通過調(diào)用相應的模糊推理矩陣,即可對所設計的模糊控制系統(tǒng)進行仿真。
在仿真過程中可根據(jù)系統(tǒng)仿真或?qū)嶋H的控制結(jié)果調(diào)整輸入、輸出的隸屬度函數(shù),一直調(diào)整到理想的控制效果為止。
上述模糊控制系統(tǒng)的階躍響應曲線如圖3所示。為了分析比較,對上述系統(tǒng)的控制效果與傳統(tǒng)的PID控制效果放在一個坐標系里。從系統(tǒng)仿真曲線看,PID控制器的系統(tǒng)響應曲線有超調(diào),過渡時間比較長,而模糊控制器的系統(tǒng)響應曲線比較平穩(wěn),沒有超調(diào)。工業(yè)生產(chǎn)過程中,對于生產(chǎn)裝置的溫度、壓力、流量、液位等工藝變量常常要求維持在一定的數(shù)值上,或按一定的規(guī)律變化,以滿足生產(chǎn)工藝的要求。PID控制器是根據(jù)PID控制原理對整個控制系統(tǒng)進行偏差調(diào)節(jié),從而使被控變量的實際值與工藝要求的預定值一致。不同的控制規(guī)律適用于不同的生產(chǎn)過程,必須合理選擇相應的控制規(guī)律,否則PID控制器將達不到預期的控制效果。PID控制器(比例-積分-微分控制器),由比例單元 P、積分單元 I 和微分單元 D 組成。通過Kp, Ki和Kd三個參數(shù)的設定。PID控制器主要適用于基本線性和動態(tài)特性不隨時間變化的系統(tǒng)。
圖3
4 結(jié)論
使用以上設計的模糊控制器,通過計算機實現(xiàn)實時控制。根據(jù)偏差和偏差變化值的大小,再利用模糊控制規(guī)則確定電動水閥的輸出,從而取得了良好的控制效果,能實時地對溫度進行監(jiān)控,具有以下特點:
1)和普通PID控制器控制效果相比,采用模糊控制器后系統(tǒng)響應超調(diào)小,響應曲線平穩(wěn)。
2)系統(tǒng)具有良好的響應速度、穩(wěn)定性和精確性,且具有較強的魯棒性。
3)由模糊控制規(guī)則確定的三個參數(shù)是動態(tài)變化的,更符合空調(diào)系統(tǒng)的控制特點。
所以說模糊控制器可以克服普通PID控制器的局限性,在中央空調(diào)自動控制中具有廣泛的應用價值。