小型紡織繞線恒張力控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計
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3．2 自適應(yīng)模糊PID控制器的設(shè)計
PID控制是過程控制中應(yīng)用廣泛的一種控制規(guī)律，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠等優(yōu)點，對于連續(xù)系統(tǒng)的PID控制規(guī)律為：
離散系統(tǒng)的PID控制規(guī)律為：
常規(guī)的PID控制器的參數(shù)是固定的數(shù)值，而對于參數(shù)隨著時間不斷變化的繞線系統(tǒng)，常規(guī)PID控制器的精度不是很高，當(dāng)參數(shù)設(shè)置不佳時甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此，本系統(tǒng)采用模糊PID控制，可在卷繞過程中，在線跟蹤被控過程的動態(tài)特性，及時修改參數(shù)實現(xiàn)恒張力繞自動化。
模糊PID控制器以3個二維模糊控制器FC1，F(xiàn)C2和FC3的輸入誤差E，誤差變化EC作為輸入，控制量△KP，△KI，△KD作為輸出，分別完成輸入量模擬化、模糊推理運(yùn)算以及對結(jié)果非模糊化過程，不同時刻E和EC對PID參數(shù)進(jìn)行修改，即構(gòu)成了模糊PID控制器。
3．2．1 輸入輸出量的模糊化
FC1模糊語言變量的設(shè)計：設(shè)二維模糊推理輸入模糊語言變量為E和EC，模糊論域為[-6，+6]，將偏差的模糊語言變量E的語言值設(shè)定為8個，即{NB，NM，NS，NZ，PZ，PS，PM，PB}。將偏差變化率的模糊語言變量EC的語言值設(shè)定為7個，即{NB，NM，NS，Z，PS，PM，PB}。將輸出模糊語言變量△KP的語言值設(shè)定為7個，即{NB，NM，NS，Z，PS，PM，PB}。輸入輸出的隸屬函數(shù)分布如圖3，圖4所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/160871.htm
FC2模糊語言變量的設(shè)計：將輸入變量E，EC和輸出變量△KI的語言值都設(shè)定為7個，即{NB，NM，NS，Z，PS，PM，PB}。
FC3模糊語言變量的設(shè)計：將輸入變量E的語言值都設(shè)定為7個，即{NB，NM，NS，Z，PS，PM，PB}。將輸入變量EC的語言值都設(shè)定為6個，即{NB，NM，NS，PS，PM，PB}。將輸出變量△KD的語言值都設(shè)定為7個，即{NB，NM，NS，Z，PS，PM，PB}。
3．2．2 模糊控制規(guī)則
為了使模糊規(guī)則符合工程上根據(jù)系統(tǒng)超調(diào)量修正控制器輸出的語言習(xí)慣，在這里取實際偏差e為反饋值減給定值，即：e(t)=y(t)-r(t)。其中r(t)為給定輸入量；y(t)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的輸出量。根據(jù)偏差、偏差變化率的不同狀態(tài)及PID控制基本原理可設(shè)計參數(shù)自調(diào)節(jié)模糊PID控制器FC1的模糊控制規(guī)則表如表1所示。FC2和FC3的模糊控制規(guī)則表以此類推。
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