基于自適應(yīng)模糊PID控制的太陽光跟蹤伺服系統(tǒng)
3.2 確定語言變量和語言值的隸屬度函數(shù)
設(shè)定輸入誤差e的語言變量為E,誤差變化率的語言變量為EC,兩者的論域都為{-3,-2,-1,0,1,2,3},相應(yīng)的語言值為{負大(NB),負中(NM),負小(NS),零(ZO),正小(PS),正中(PM),正大(PB)};輸出KP的語言變量為△KP,KI的語言變量為△KI,KD的語言變量為△KD,三者的論域都為{0,1,2,3},相應(yīng)的語言值為{零(ZO),正小(PS),正中(PM),正大(PB)}。輸入輸出變量的隸屬度函數(shù)采用三角函數(shù)。圖2所示是輸入變量e的隸屬度函數(shù),輸出變量KP的隸屬度函數(shù)如圖3所示。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/159674.htm
3.3 建立模糊控制規(guī)則
PID參數(shù)的適應(yīng)必須考慮到在不同時刻三個參數(shù)的作用以及相互之間的互聯(lián)關(guān)系。對于不同的誤差e和誤差變化率,控制器參數(shù)的自整定原則可歸納如下:
(1)當(dāng)誤差較大時,為使系統(tǒng)具有較好的快速跟蹤性能,應(yīng)取較大的KP和較小的KD參數(shù);同時為避免系統(tǒng)響應(yīng)出現(xiàn)較大的超調(diào),應(yīng)對積分作用加以限制,并取較小的KI。
(2)當(dāng)誤差處于中等大小時,為使系統(tǒng)響應(yīng)具有較小的超調(diào),KP應(yīng)取小一些;同時為保證系統(tǒng)的響應(yīng)速度,KI和KD的大小要適中。
(3)當(dāng)誤差較小時,為保證系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)態(tài)特性,KP和KI應(yīng)取得大一些。同時為避免系統(tǒng)在設(shè)定值附近出現(xiàn)振蕩,并考慮系統(tǒng)的抗干擾性能,當(dāng)誤差變化率較小時,KD可取大些;當(dāng)誤差變化率較大時,KD應(yīng)取小一些。
按以上原理并根據(jù)PID參數(shù)自適應(yīng)原則和操作經(jīng)驗所列出的輸出變量模糊控制規(guī)則如表1所列。
3.4 模糊量的清晰化
所謂模糊量的清晰化,就是把模糊推理后得到的模糊集轉(zhuǎn)化為控制的數(shù)字值。這里采用重心法對模糊量進行清晰化。重心法是取隸屬度函數(shù)曲線與橫坐標(biāo)圍成面積的重心作為模糊推理的最終輸出值,即:
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