基于 DSP 的電子負(fù)載：模糊自適應(yīng)整定 PID 控制策略

　　由隸屬函數(shù)表通過計算三角形的直線方程可以很方便的計算出各變量的隸屬函數(shù)表如下圖4.8所示。

　　表4.2所示。其中“B”表示任意的輸入、輸出變量。利用該隸屬函數(shù)表就可以直接求出已轉(zhuǎn)換到模糊論域中的輸入變量的模糊語言值。

　　規(guī)則庫的作用是用來存放全部模糊控制規(guī)則的，在進(jìn)行推理時為“推理機(jī)”提供控制規(guī)則。模糊控制器的規(guī)則庫是以專家知識和手動操作人員長期積累的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，按照人的直覺推理所形成的一種語言表示形式。模糊規(guī)則一般由一系列的關(guān)聯(lián)詞連接而成，如if-then， else， also， end， or等，關(guān)聯(lián)詞必須經(jīng)過“翻譯”才能將模糊規(guī)則數(shù)值化。建立模糊控制規(guī)則時遵從以下幾點(diǎn)原則。

　　a.系統(tǒng)剛投入工作時，偏差e較大，為了提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，必須取較大的比例值，即模糊控制器輸出較大的K*P.同時，應(yīng)減小系統(tǒng)的微分作用，以防止系統(tǒng)的微分飽和，即模糊控制器輸出較小的K*i.

　　b. e*ec>0時。此時，偏差朝著絕對值增大的方向變化。當(dāng)系統(tǒng)處于跟隨狀態(tài)時(e與ec大小適中)，此時模糊控制器應(yīng)輸出較小的K*P，中等大小的K*i.若此時絕對偏差較大，應(yīng)增大比例值，減小積分作用，即對系統(tǒng)采取較強(qiáng)的控制措施，改變誤差的變化方向。若絕對偏差較小，說明系統(tǒng)的偏差不大，此時的控制的主要目的在于消除靜差，防止震蕩。因此，比例值取適中值，增強(qiáng)積分作用。

　　c. e*ec此時，偏差e與其變化率ec方向相反，說明系統(tǒng)偏差朝著絕對值減小的方向變化。當(dāng)絕對偏差較小時，減小比例值，消除靜差、防止超調(diào)使系統(tǒng)獲得良好的動態(tài)性能。若絕對偏差較大，則應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)比例值，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。取較小的積分值以保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。

　　將以上的分析結(jié)果與電子負(fù)載控制系統(tǒng)的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，并用模糊語言描述就可以，形成下面K*P和K*i的模糊規(guī)則表，見表4.3和表4.4.

　　獲得了模糊控制規(guī)則表之后，通過馬丹妮模糊推理法及加權(quán)平均法(解模糊方法)在MATLAB中的模糊控制箱中可以直接求得模糊控制輸出查詢表，如表4.5所示。根據(jù)模糊合成推理設(shè)計PID參數(shù)的模糊矩陣表，DSP查表運(yùn)算對PID實(shí)施在線的調(diào)整。初始PI參數(shù)值設(shè)為K'P =0.6，K'I =2.7.本文只給出表4.5是K*P的模糊輸出響應(yīng)表，K*i的同時由MATLAB動態(tài)仿真工具箱生成。

　　最終的

　　在MATLAB下利用編寫M語言對電子負(fù)載模型做階躍響應(yīng)和正弦跟蹤測試仿真4.9所示。