基于模糊PID算法的温度控制系统开题报告

 2021-08-08 20:23:40

1. 研究目的与意义

模糊控制已经成为智能自动化控制研究中最为活跃而又富有成果的领域,而模糊pid控制技术又在其中扮演着十分重要的角色,并且会成为自动化控制领域中研究和应用的重点技术之一。

单单从pid控制来讲,它结构简单、易实现、性能良好,被广泛应用于工业过程控制中,尤其是在化工、造纸、冶金过程控制里,对温度、流量、压力、液位等被控对象进行过程控制。

pid控制是基于系统的误差,但是由于它的控制性能依赖于pid控制器的比例、积分、微分系数及系统模拟的数学模型的精确性以及控制参数对系统参数变化比较敏感,对于非线性系统,传统pid控制的自适应性、鲁棒性等性能往往不能满足系统性能要求。

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2. 国内外研究现状分析

目前,模糊pid控制器有三种基本形式,包括增益调整型模糊pid控制器、直接控制量型模糊pid控制器、混合型模糊pid控制器的三种形式。

增益调整型模糊pid控制器,利用模糊控制器输出的物理量直接对应增益参数,然后应用模糊规则实现对三个增益参数进行调整,包括基于性能监督和基于误差驱动的两种模糊pid控制。

第一种,基于性能监督的增益调整型模糊pid控制器,其中的性能指标可以是超调量、稳态误差、峰值时间、或其他的静动态特性。

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3. 研究的基本内容与计划

1.研究内容将模糊控制和传统pid控制的优点相结合,发挥两者的优势,让pid控制系统具有较强的自适应性,使其可以精确控制一些没有精确数学模型和非线性系统。

利用模糊控制算法改进传统的pid控制器,通过simulink进行算法的仿真验证,与传统的pid算法进行对比,比较两者的优劣势。

以便改进算法,让模糊pid控制可以被更好的应用于非线性的控制系统和参数时变系统中去,可以更为精确的控制越来越复杂的被控对象,让控制过程变得更加精确、迅速、简单。

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4. 研究创新点

(1)模糊pid控制将模糊控制与pid控制的优点相结合,发挥两者优势使其可以精确控制一些没有精确数学模型和非线性系统。

(2)综合应用人类知识和推理功能,可以动态改变pid的参数,让pid控制系统具有较强的自适应性,让模糊pid控制可以被更好的应用于非线性的控制系统和参数时变系统中去,可以更为精确的控制越来越复杂的被控对象,让控制过程变得更加精确、迅速、简单。

(3)利用simulink进行仿真验证,使结果易于进行对比验证,可以直观的观察模糊pid控制与传统pid控制优劣势,便于相互对比得出结论。

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