变参数的PID控制器设计

摘要

常规PID控制是发展较为长久的一种控制策略，由于其算法简单，鲁棒性好，可靠性高而被广泛应用于过程控制与运动控制中，尤其适用于精确数学模型的确定性系统，通过比例，积分，微分，三个参数的协调，能够最优化的完成理想系统的控制过程。

而实际应用过程往往存在具有非线性时变不确定性，特别是当控制对象存在较大的惯性非线性强干扰特性时，利用事先整定好的PID参数来实现长时间的控制很难获得预想的效果，尤其是当被控对象的参数变化超出实际范围时，系统性能会明显变差。

区别于常规PID控制器，变参数PID控制器是根据误差信号e的变化对PID控制器各参数进行在线整定，并且运用模糊数学的基本理论和方法，把变参规则的条件或操作用模糊集来表示，并把这些模糊控制规则以及有关信息（评价指标、初始PID参数等）作为知识存入知识库，通过计算机根据控制系统的实际运行情况，运用模糊推理，即可自动实现PID参数的最佳在线调整，即实现模糊自适应PID控制。

由此，通过模糊自适应控制达到很好的控制效果，利用MCGS达到良好的观测效果。

关键字：PID控制、变参数、模糊自适应、MCGS组态

目录

摘要 I

Abstract II

1  前 言 1

2  PID控制 2

2.1常规PID控制简述 2

2.2 模糊自适应控制简介 2

2.3 模糊控制器 3

2.3.1模糊控制系统结构 3

2.3.2 各变量隶属度函数的确定 4

2.3.3 模糊自适应PID设计 5

3  MCGS简述 13

3.1 MCGS组态软件的定义 13

3.2 MCGS组态软件的系统构成 14

3.2.1．嵌入式体系结构 14

3.2.2．通用版体系结构 14

3.3.  MCGS的工作方式 15

3.4.  MCGS的工程过程 16

4  AE2000A实验对象 18

4.1 AE2000A型系统主要特点 18

4.2 AE2000A型实验对象组成结构 18

4.3 AE2000A型实验对象控制台 20

4.4 AE2000A型系统控制软件 22

4.5 AE2000A型装置的安全保护体系 22

5  综合设计 23

5.1常规PID控制 23

5.1.1实验原理 23

5.1.2实验操作及结果 24

5.2模糊PID控制 26

6  总结 37

致 谢 38

参考文献 40

附录 41