PID与模糊控制算法的比较及其改进.pdf

收稿日期：!““! # “$ # “% 作者简介：刘素芹 （4］ 0 自动化博 览，!BBW， CF （!） ： !!0 ［E］ 米建国0 对常规数字 P1M 调节器算法的改进 ［>］ 0 大 电机技术，!BBC， !GB （D） ： HEJHD0 ［G］ 潘新民0 单片微型计算机实用系统设计 ［K］ 0 北京： 人民邮电出版社，!BBG0 ［D］ 张曾科0 模糊数学在自动化技术中的应用 ［K］ 0 北 京： 清华大学出版社，!BBW0 ［I］ 闫世平0 多变量模糊控制器的研究 ［>］ 0 应用数学， !BB!， D （G） ： GGJGI0 ［H］ 孙庚山0 工程模糊控制 ［K］ 0 北京： 机械工业出版 社，!BBI0L4:9$6/ P1M 74)364A $A%46: $)< 3;/ N5**= 74)364A $A%46:0 R/7$52/ 3;/ 525$A P1M 74)364A :/3;4< 4N3/) $99/$62 259/6J$

本文分别对不确定结构的静力和动力响应分 析、不确定结构和系统的控制性能分析与控制器的综合设计等方面进行了分析与研究，主要工作内容如下： 1、模糊性区间参数桁架结构的 静力和动力分析 考虑具有模糊性区间参数的桁架结构，用具有区间值隶属函数的区间因子表征参数的不确定性，分别建立了桁架结构的静力 学有限元方程和动力学方程基于区间数学和区间值模糊集合的相关理论，推导出了模糊性区间参数桁架结构静力位移、单元应力和固有频率的求 解公式，并且对相关计算结果的区间值隶属函数的求解给出了一种离散数值解法仿真算例结果表明，该方法可以考察每一参数的不确定性对结构 静力和动力分析结果的影响，其分析与求解的过程较为简便易行，且计算量小、计算效率较高 2、随机参数结构最优控制的闭环响应分析分别对物理参数和几何参数均具有随机性的随机桁架结构，以及物理参数为随机性的随机平面梁结构，在确定性参数结构的基础上，在模态坐 标下对其降阶进行最优控制基于近似离散化的方法得到了结构最优控制闭环响应的近似解考虑结构参数的随机性导致的状态方程中矩阵参数的 随机性，对上述随机结构最优控制的闭环响应进行了研究分析，揭示了其结构各参数的随机性与结构最优控制闭环响应随机性之间的关系。

通过算 例考察了结构各个参数的随机性对结构最优控制闭环响应随机性的影响，获得了许多有意义的结论经与MonteCarlo数值模拟法的结果比较，验证 了文中理论分析和计算方法的正确性 3、随机智能梁结构振动控制的特征值分析 建立了压电智能梁结构的控制模型，在模态坐标下 采用极点配置法对其进行振动控制考虑智能梁结构物理和几何参数的随机性，从随机智能梁结构刚度矩阵和质量矩阵中提取出随机因子并将其引 入振动控制方程，用随机因子来表示控制方程中参数的随机性并利用代数综合法推导出随机智能梁结构振动控制的开环和闭环特征值的均值和方 差的表达式同时，应用3σ准则对随机参数智能梁结构振动控制的闭环稳定性进行了分析，得出了稳定性的判据仿真算例表明：本文提出的基 于概率的随机智能梁结构振动控制特征值的分析和求解方法是可行的，且计算结果表明，对于特征值实部和虚部分散性的影响，几何参数的作用要 大于物理参数的作用 4、不确定智能结构振动的鲁棒PID控制及其时滞稳定性分析 对存在参数不确定性的智能梁结构的振动控制，利 用解耦的模态坐标，结合常规PID控制、保成本鲁棒控制以及H8控制的优点，提出一种鲁棒PID控制的设计方法，并给出了必要的理论依据及具体的 推导和论证过程。

该方法将PID控制器的参数整定问题转化为线性矩阵不等式凸优化问题的求解，从而针对不确定结构的振动控制设计出一种复合 PID控制器同时，考虑到实际中存在的时滞因素，分析了控制系统的时滞稳定性，得出了能使系统稳定的最大允许时滞量的求解方法通过仿真 算例可以看出，在允许的最大时滞量内，鲁棒PID控制算法能使系统保持稳定而超出允许的最大时滞量时，控制系统将发散此外，文中还得出 了系统的抗干扰能力和允许的最大时滞量之间是相互制约的这一结论从而为不确定智能结构的振动控制提供了一种新的设计思路和方法 5、智能PID控制在不确定电弧炉系统中的应用研究 针对具有参数不确定性且三相电流耦合的电弧炉系统，设计了一种智能PID控制算法，该 算法首先利用遗传算法离线优化控制器的参数，在获得初始最优参数后，结合专家经验和积分分离原则，设计出模糊推理规则实时整定PID参 数从仿真结果可以看出，对于电弧炉系统，本文提出的智能PID控制器不论是从系统的阶跃响应，抗干扰能力，解耦能力以及鲁棒性等方面，均 显示出优良的控制性能引证文献(14条)引证文献(14条)1.马迎召.林利红.李茂军 基于模糊控制的低氧环境监控系统设计[期刊论文]-计算技术与自动化 2009(2)2.戴滔 模糊-PID控制在梗丝流化床中的应用[期刊论文]-烟草科技 2008(8)3.LI Xin-lei.HAO Qi-tang.JIE Wan-qi.ZHOU Yu-chuan Development of pressure control system incounter gravity casting for large thin-walled A357 aluminum alloy components[期刊论文]-中国有色金属学会会刊（英文版） 2008(04)4.王首彬.轧超 网络化控制技术模型装置的设计研究[期刊论文]-佳木斯大学学报（自然科学版） 2007(06)5.王振明 网络化控制技术模型装置的设计研究[期刊论文]-电子科技 2007(04)6.熊钰杉.徐群 PID和Fuzzy控制相结合的分段复合控制[期刊论文]-计算机仿真 2006(06)7.吕风杰.闫希美 气调保鲜库的控制系统设计[期刊论文]-辽东学院学报（自然科学版） 2006(01)8.吕风杰.孟凡康 模糊PID技术在温湿度控制系统中的应用[期刊论文]-滨州学院学报 2006(06)9.赵宝纯 热力模拟实验机液压锤头位置的模糊控制[学位论文]硕士 200610.王旭东 基于VB的试验控制系统的设计与应用[期刊论文]-计算机工程 2005(z1)11.刘志强.吴汉松 导弹气动参数变化时PID与模糊控制的仿真[期刊论文]-火力与指挥控制 2005(04)12.曹卫芳 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究[学位论文]硕士 200513.尹凤领 板带热连轧机组活套的智能控制[学位论文]硕士 200514.涂婉丽 直驱式容积控制电液伺服系统动态特性的研究[学位论文]硕士 2005本文链接： 下载时间：2010年4月20日。