PID调节

山东电力技术

SHANDONGDIANLIJISHU

2009年第6期（总第170期）

基于模糊理论与常规PID控制的模糊PID控制方法研究

ResearchonFuzzyPIDControlMethodCombinedFuzzyTheoryandConventionalPIDControl

赵笑笑

（山东电力研究院，山东

济南

250002）

摘要：模糊控制与PID控制是工业控制中两种常用的控制方法，然而，随着工业控制系统的复杂程度及对控制精度要求的日益提高，单一的模糊控制或PID控制已无法适应并满足控制系统对复杂程度和控制精度的要求。通过深入分析模糊控制和PID控制的各自优势及不足，提出将模糊控制与PID控制相结合的模糊PID控制方法，仿真实例表明，模糊

PID控制方法能有效减小系统的超调量，提高系统的响应速度，缩短系统的调节时间，大大增强了控制系统的动态性

能。

关键词：模糊控制；PID控制；模糊PID控制

Abstract:FuzzycontrolandPIDcontrolareoftenusedinindustrialcontrolarea.However,asinglefuzzycontrolorPIDcontrolcannotsatisfytheneedoftherisingcomplexityandprecisionofcontrolsystems.ThispaperdeeplyanalyzedtheadvantagesandthedisadvantagesoffuzzycontrolandPIDcontrol,andproposedanewfuzzyPIDcontrolcombinedfuzzycontrolandPIDcontrol.Thesimulationresultsshowthattheproposedmethodcaneffectivelyreducetheovershootofthecontrolsystem,acceleratetheresponsespeed,andshortentheadjustmenttime,thus,themethodcanenhancethedynamicperformanceofthecontrolsystems.Keywords:fuzzycontrol;PIDcontrol;fuzzyPIDcontrol

中图分类号：TK32

文献标识码：B

文章编号：1007－9904（2009）06－54－04

0引言

在工业控制过程中，PID类型的控制技术占有

越来越广泛的应用。

模糊控制系统是一种典型的智能控制系统，是通过计算机完成人们用自然语言所描述的控制活动，可以不需要知道被控对象的数学模型即可实现较好的控制，具有系统响应快，超调小，过渡过程时间短等优点。在控制原理上它应用模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理的知识，模拟人的模糊思维方法，对复杂过程进行控制。在结构上与传统的控制系统没有太大的差别，主要不同之处在于控制器采用了具有智能性的模糊控制器。模糊控制器是模糊控制系统的核心。模糊控制器主要包括输入模糊化、知识库、推理决策、输出精确化四个部分。一个模糊控制系统的性能优劣，主要取决于模糊控制器的结构、所采用的模糊规则、合成推理算法和模糊决策的方法等因素，然而，模糊控制在理论上不够完善，使其虽是当前研究的一个热门课题，然而其研究成果仍然有限。所以我们有必要把它与其它控制方法结合起来。模糊PID控制器以传统PID控制器为基础，引入模糊集合论，将PID参数根据偏

主导地位，特别是在化工、冶金过程控制中，众多量大而面广的控制过程如温度、流量、压力、液位，基本上仍应用着PID类型的控制单元。虽然未来的控制技术应用领域会越来越广，被控对象会越来越复杂，但是以PID为原理的各种控制器仍是工业控制的重要部分。

随着科学技术的迅猛发展，对自动控制系统的控制精度、响应速度、系统的稳定性和适应能力的要求越来越高，传统的PID控制主要是控制具有确切模型的线性过程，而实际上，大多数工业过程都不同程度地存在非线性，有时甚至是非常严重的非线性，同时有些过程很难或不能建立数学模型，因而一般的PID控制无法实现对此类过程的精确控制，而模糊控制不需要建立过程数学模型，适用于复杂的难以建立精确数学模型的对象，这是将其应用于工业过程控制的主要原因，模糊控制因而得到

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