基于模糊理论与常规PID控制的模糊PID控制方法研

山东电力技术

2009年第6期（总第170期）SHANDONG DIANLI JISHU

0引言

在工业控制过程中，PID类型的控制技术占有主导地位，特别是在化工、冶金过程控制中，众多量大而面广的控制过程如温度、流量、压力、液位，基本上仍应用着PID类型的控制单元。虽然未来的控制技术应用领域会越来越广，被控对象会越来越复杂，但是以PID为原理的各种控制器仍是工业控制的重要部分。

随着科学技术的迅猛发展，对自动控制系统的控制精度、响应速度、系统的稳定性和适应能力的要求越来越高，传统的PID控制主要是控制具有确切模型的线性过程，而实际上，大多数工业过程都不同程度地存在非线性，有时甚至是非常严重的非线性，同时有些过程很难或不能建立数学模型，因而一般的PID控制无法实现对此类过程的精确控制，而模糊控制不需要建立过程数学模型，适用于复杂的难以建立精确数学模型的对象，这是将其应用于工业过程控制的主要原因，模糊控制因而得到越来越广泛的应用。

模糊控制系统是一种典型的智能控制系统，是通过计算机完成人们用自然语言所描述的控制活动，可以不需要知道被控对象的数学模型即可实现较好的控制，具有系统响应快，超调小，过渡过程时间短等优点。在控制原理上它应用模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理的知识，模拟人的模糊思维方法，对复杂过程进行控制。在结构上与传统的控制系统没有太大的差别，主要不同之处在于控制器采用了具有智能性的模糊控制器。模糊控制器是模糊控制系统的核心。模糊控制器主要包括输入模糊化、知识库、推理决策、输出精确化四个部分。一个模糊控制系统的性能优劣，主要取决于模糊控制器的结构、所采用的模糊规则、合成推理算法和模糊决策的方法等因素，然而，模糊控制在理论上不够完善，使其虽是当前研究的一个热门课题，然而其研究成果仍然有限。所以我们有必要把它与其它控制方法结合起来。模糊PID控制器以传统PID 控制器为基础，引入模糊集合论，将PID参数根据偏

基于模糊理论与常规PID控制的模糊PID控制方法研究Research on Fuzzy PID Control Method Combined Fuzzy Theory and Conventional PID Control

赵笑笑

（山东电力研究院，山东济南250002）

摘要：模糊控制与PID控制是工业控制中两种常用的控制方法，然而，随着工业控制系统的复杂程度及对控制精度要求的日益提高，单一的模糊控制或PID控制已无法适应并满足控制系统对复杂程度和控制精度的要求。通过深入分析模糊控制和PID控制的各自优势及不足，提出将模糊控制与PID控制相结合的模糊PID控制方法，仿真实例表明，模糊PID控制方法能有效减小系统的超调量，提高系统的响应速度，缩短系统的调节时间，大大增强了控制系统的动态性能。

关键词：模糊控制；PID控制；模糊PID控制

Abstract:Fuzzy control and PID control are often used in industrial control area.However,a single fuzzy control or PID control can not satisfy the need of the rising complexity and precision of control systems.This paper deeply analyzed the advantages and the disadvantages of fuzzy control and PID control,and proposed a new fuzzy PID control combined fuzzy control and PID control.The simulation results show that the proposed method can effectively reduce the overshoot of the control system,accelerate the response speed,and shorten the adjustment time,thus,the method can enhance the dynamic performance of the control systems.

Key words:fuzzy control;PID control;fuzzy PID control

中图分类号：TK32文献标识码：B文章编号：1007－9904（2009）06－54－04

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