基于自適應(yīng)模糊PID控制器的溫度控制系統(tǒng)

??????? 針對溫度控制系統(tǒng)非線性、大滯后、時變性等特征和對溫度控制的要求，采用了自適應(yīng)模糊PID 控制器來實現(xiàn)溫度控制，給出了C8051F020 Soc 單片機控制實現(xiàn)的具體方案。仿真和實驗結(jié)果表明了該系統(tǒng)的控制效果優(yōu)于常規(guī)PID 控制器，滿足溫度控制系統(tǒng)實時性和精度的要求。
關(guān)鍵詞：溫度；C8051F020 微控制器；模糊PID；自適應(yīng)
??????? 溫度是工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的被控對象，具有非線性、強耦合、時變、時滯等特征。目前對溫度的控制多采用常規(guī)PID 方法。常規(guī)PID 具有魯棒性好，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)等優(yōu)點。但常規(guī)PID 控制器的參數(shù)是根據(jù)受控對象的數(shù)學模型確定的，當受控對象的數(shù)學模型是非線性、大滯后、動態(tài)變化時，將很難達到理想的控制效果，具有調(diào)節(jié)時間長、參數(shù)整定困難、超調(diào)量大等弊端[1]。模糊控制不依賴對象的數(shù)學模型，對受控對象的時滯、非線性和時變性具有一定的適應(yīng)能力，對控制系統(tǒng)有較快的響應(yīng)和較小的超調(diào)，但單純的模糊控制穩(wěn)態(tài)精度不高[2][3]。為此，本文以CYGNAL 公司的C8051F020 微處理器為核心，將常規(guī)的PID 控制和模糊控制理論相結(jié)合，構(gòu)建自適應(yīng)模糊PID 控制器對溫度實施控制。采用模糊推理的方法實現(xiàn)PID 參數(shù)的在線自整定，不僅保持了常規(guī)PID 控制系統(tǒng)原理簡單、使用方便、魯棒性好等優(yōu)點，而且具有更大的靈活性、適應(yīng)性，控制精度更高。