基于simulink的模糊控制仿真.doc

已知系统的传递函数为：1/(10s+1)*e(-0.5s)。假设系统给定为阶跃值r=30系统初始值r0=0.试分别设计常规的PID控制器；常规的模糊控制器；比较两种控制器的效果；当通过改变模糊控制器的比例因子时系统响应有什么变化？一．基于simulink的PID控制器的仿真及其调试：调节后的KpKiKd分别为：1010.05。示波器观察到的波形为：二．基于simulink的模糊控制器的仿真及其调试：（1）启动matlab后在主窗口中键入fuzzy回车屏幕上就会显现出如下图所示的“FISEditor”界面即模糊推理系统编辑器。（2）双击输入量或输出量模框中的任何一个都会弹出隶属函数编辑器简称MF编辑器。（3）在FISEditor界面顺序单击菜单Editor—Rules出现模糊规则编辑器。本次设计采用双输入（偏差E和偏差变化量EC）单输出（U）模糊控制器E的论域是[-66]EC的论域是[-66]U的论域是[-66]。它们的状态分别是负大（NB）、负中（NM）、负小（NS）、零（ZO）、正小（PS）、正中（PM）、正大（PB）。语言值的隶属函数选择三角形的隶属度函数。推理规则选用Mamdani控制规则。该控制器的控制规则表如图所示：Simulink仿真图如下：在调试过程中发现加入积分调节器有助于消除静差通过试凑法得出量化因子比例因子以及积分常数。KeKecKuKi分别是：32.53.50.27实验心得：通过比较PID控制器和模糊控制器我们可知两个系统观察到的波形并没有太大的区别。相对而言对于给出精确数学模型的控制对象PID控制器显得更具有优势其一是操作简单其二是调节三个参数可以达到满意的效果；对于给出给出精确数学模型的控制对象模糊控制器并没有展现出太大的优势其一是操作繁琐其二是模糊控制器调节参数的难度并不亚于PID控制器。在实验中增大模糊控制器的比例因子Ku会加快系统的响应速度但Ku过大将会导致系统输出上升速率过快从而使系统产生较大的超调量乃至发生振荡；Ku过小系统输出上升速率变小将导致系统稳态精度变差。