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模糊控制系统仿真实验

模糊控制系统仿真实验
模糊控制系统仿真实验

华侨大学厦门工学院《智能控制技术》

实验报告

专业:电气工程及其自动化

班级:

时间:年月日~年月日

―――――――以下指导教师填写―――――

分项成绩:出勤设计报告

总成绩:

指导教师:

目录

摘要 (1)

一、设计的目的 (2)

二、设计要求 (2)

三、设计过程 (3)

1.系统模型建立 (3)

2.模糊控制器设计 (3)

2.1 模糊集合及论域的定义 (3)

2.2模糊控制规则设计 (6)

2.3系统的参数选择 (7)

2.4仿真结果 (7)

四、设计分析 (9)

1.改变模糊控制隶属度函数对控制效果的影响 (9)

2.给系统模型加扰动对控制效果的影响 (12)

3.改变系统的参数对控制效果的影响 (13)

五、模糊控制的优点 (15)

六、总结 (15)

致谢 (16)

参考文献 (16)

摘要

模糊控制的研究主要体现在控制器的研究和开发以及各类实际应用中, 目前模糊控制已经应用在各个行业。各类模糊控制器也非常多, 模糊控制器的研究一直是控制界研究的热点问题, 而关于模糊控制系统的稳定性分析则是模糊控制需要研究和解决的基本问题。目前已经出现了为实现模糊控制功能的各种集成电路芯片。用MATLAB软件实现模糊控制系统的仿真结果,仿真结果表明MATLAB软件不但简单实用,而且响应速度快,超调量小,控制效果良好。

关键词:模糊控制仿真 MATLAB

设计目标说明

一、设计的目的:

1. 通过本次设计,进一步了解模糊控制的基本原理、模糊模型的建立和模糊控制器的设计过程。

2. 提高学生有关控制系统的程序设计能力。

3. 熟悉Matlab 语言以及在智能控制设计中的应用。

二、设计要求:

图1 模糊控制系统Simulink 仿真模型图

1、用Matlab 中的Simulink 工具箱,组成一个模糊控制系统。任意带模糊控制器的系统均可,例如一简单二阶加纯滞后系统(图1

所示)为,传递函数12()(1)(1)

d s

f f Ke G s T s T s τ-=++。其

中各参数分别为1240,10,60,2f f d K T T τ====。

2、采用模糊控制算法,设计出能跟踪给定输入的模糊控制器,对被控系统进行仿真,绘制出系统的阶跃响应曲线。

3、改变模糊控制器中模糊变量的隶属度函数,分析隶属度函数和模糊控制规则对模糊控制效果的影响。比较那种情况下的控制效果较好。

4、给系统加上扰动,观察此时的阶跃响应曲线,看系统是否仍然稳定,并与无扰动情况下的阶跃响应曲线进行比较。并比较模糊控制和PID 控制的鲁棒性。

5、改变系统的参数,了解模糊控制在系统参数发生变化时的控制效果。并与PID 控制器作用下系统参数发生变化时的控制效果进行比较,思考模糊控制相对于传统控制的优点。

模糊控制下简单二阶系统研究

一、设计过程:

1.系统模型建立:

2.模糊控制器设计

2.1 模糊集合及论域的定义

对误差E、误差变化率EC、控制量U的模糊集合及其论域定义如下:

E、EC、U的模糊集合均为{NB、NM、NS、0、PS、PM、PB}

E和EC的论域为{-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5、6}

U的论域为{-7、-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5、6、7}

上述3个模糊集合都选取了7个元素,主要目的是着眼于提高稳态精度。E、EC和U 的隶属度函数图形如图所示:

.

2.2模糊控制规则设计

模糊控制规则如下表所示:

表1 模糊控制规则

2.3系统的参数选择

系统所选用的参数Saturation 、Saturation1、Saturation2的范围分别为[-6 6]、[-6 6]、[-7 7],Transport Delay=2s 。

通过调试得到PID 模糊控制的参数:Gain5=0.38,Gain4=0.5,Gain3=0.4。

2.4仿真结果:

系统的阶跃响应曲线如图5所示,其中上方的曲线代表系统的阶跃响应,下方的曲线是系统的模糊控制量的变化。

图5 阶跃输入的响应曲线图

本设计中控制系统性能的要求为:错误!未找到引用源。,错误!未找到引用源。, 错误!未找到引用源。。

由图5中曲线可知: 27.2%30%

p σ=< 符合要求

错误!未找到引用源。6880s s s τ=< 符合要求 错误!未找到引用源。 5.2%6%ss e =< 符合要求

图6、系统开环传函的bode图

二、设计分析:

1. 改变模糊控制隶属度函数对控制效果的影响

如下图所示改变模糊控制器中的隶属度函数为梯形隶属函数。

图7 变量E的隶属度函数

图8 变量EC的隶属度函数

图9 变量U的隶属度函数此时系统的阶跃响应曲线为:

图 10 系统的阶跃响应曲线

由图10中曲线可知道: 错误!未找到引用源。

27.5%

p σ=

错误!未找到引用源。95s s τ=

错误!未找到引用源。10%ss e =

由以上的仿真结果可以看出梯形隶属度函数的系统性能没有三角形隶属度函数的系统性能好。此时系统的超调量变大,上升时间增大,稳态误差变大。

2.给系统模型加扰动对控制效果的影响。

1、加扰动时的模型图如图11所示(其中step1为幅值为0.02的阶跃信号)。

图11 加扰动后的系统模型图

2、系统的阶跃响应曲线为:

图12 系统的阶跃响应曲线

由图12中曲线可知道:

错误!未找到引用源。 超调量变大

错误!未找到引用源。 7580s s s τ=< 符合要求 错误!未找到引用源。2%6%ss e =< 稳态误差变小 3、分析:

由数据可知,系统加上扰动之后,系统仍然是稳定的,系统性能指标变化不大,说明有着良好的鲁棒性。究其原因,在Saturation2之前加的扰动,相当于被控制对象的输入量在对应时刻又并联了一个输入,从而在对应的各个时刻相当于K 增益变大;显而易见,

K 的增大,有助于系统的稳定,但是会使超调量变大。调整时间变小,与实验的结果是吻

合的。

3.改变系统的参数对控制效果的影响。

(1)当系统开环增益k 分别取k=12,k=15和k=18时系统的阶跃响应如图13所示。

图13系统开环增益变化对系统阶跃响应的影响

(2)当系统纯延时错误!未找到引用源。分别取 1.8s

τ=错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。和 2.2s

τ=错误!未找到引用源。时系统的阶跃响应如图14所示。

图14系统纯滞后时间变化对系统阶跃响应的影响

(3)当系统惯性时间常数错误!未找到引用源。分别取25

T s

=错误!未找到引用源。、

215

T s

=错误!未找到引用源。和

225

T s

=时系统的阶跃响应如图15所示。

图15系统较大的时间常数变化对系统阶跃响应的影响

从图13可以看出增大K值,系统的上升时间减小,此时超调量稍有增加;从图14可以看出当系统的纯滞后时间增大时,系统的超调量增加较大。从图15可以看出系统的惯性时间常数增大后使系统动态性能有所降低,当时间常数T2增大时上升时间增大,但超调量有所降低。

三、模糊控制的优点

通过本设计可以知道,模糊控制是基于启发性的知识及语言决策规则设计的,这有利于模拟人工控制的过程和方法,增强控制系统的适应能力,使之具有一定的智能水平。模糊控制系统的鲁棒性强,干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱,尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的控制。当然,模糊控制也有着自身的缺点:(1)信息简单的模糊处理将导致系统的控制精度降低和动态品质变差;( 2) 模糊控制的设计尚缺乏系统性, 无法定义控制目标。

四、总结

模糊控制能较好的控制系统的输出,大幅度减小超调,调节时间等参数,使得系统能够更快、更稳、更准。模糊控制的突出优点是能够比较容易的将人的控制经验融入到控制器中,但若缺乏这样的控制经验,很难设计出高水平的模糊控制器。而且,由于模糊控制器采用了IF-THEN控制规则,不便于控制参数的学习和调整,使得构造具有自适应的模

糊控制器较困难。

致谢

在我自身的努力以及在老师和同学的帮助与指导下,顺利完成了这次课程设计,在这里我要对那些给予我们帮助的老师和同学表示衷心的感谢。

参考文献

[1]刘金琨.先进PID 控制MATLAB 仿真[M].北京: 电子工业出版社,2004.

[2]王正林,王胜开,陈国顺.MA TLAB/Simulink与控制系统仿真[M].北京:电子工业出版社,2005.

[3]齐京礼,边永青,郑伟平,等. 基于自适应模糊P ID 控制器的温度控制系统[ J ]. 微计算机信息, 2008, 24 ( 9) : 74

[4]刘曙光,魏俊民,竺志超. 模糊控制技术[M]. 北京:中国纺织出版社, 2001.

[5]王振宇, 成立. 基于模糊控制的温室调节装置的研究[J]. 浙江大学学报: 农业与生命科学版, 2006, 32( 2).

双闭环模糊控制系统的设计与仿真

《运动控制系统》课程设计 学院:物联网工程学院 班级: 姓名: 学号: 日期: 成绩:

文章编号: 双闭环模糊控制系统的设计与仿真 (江南大学物联网工程学院,江苏省无锡邮编214122) 摘要:直流电机具有良好的起动、制动性能,因此其在电力拖动自动控制系统中应用广泛。众所周知,直流电机的闭环系统静特性要比开环系统的机械特写硬的多,而转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能好、应用最广泛的直流调速系统,但该系统依赖精确的数学模型,在增加解决环节的同时,系统模型趋于复杂,还可能会影响系统的可靠性。因此我们在总结了以前经验的同时,提出了双闭环模糊控制系统的的设计与仿真。 关键词:直流电机;双闭环系统;模糊控制 中图分类号:文献标识码:A Double Closed Loop Fuzzy Control System Design and Simulation Author name (Jiangnan University, Wuxi 214122, China) Abstract:DC motor has good starting, braking performance, therefore in the electric drive automatic control system is widely applied in the field of. As everyone knows, the closed-loop DC motor system static characteristics than the open loop system of mechanical feature of more than hardware, and speed, electric current double closed loop DC motor control system is of good performance, the most widely used DC speed regulating system, but the system depend on the accurate mathematical model, increase solve link at the same time, the system model tends to be complex, also may influence the reliability of the system. Therefore we are summing up the previous experience at the same time, put forward a double closed loop fuzzy control system design and simulation. Key words:DC Motor; Double Closed Loop System; Fuzzy Control 1 引言 2 双闭环直流调速系统的设计 直流电动机具有启动转矩大、调速范围宽等优势,在轧钢机、电力机车等方面仍广泛采用。直流调速系统在理论上和实践上都比较成热,从控制技术的角度来看,它又是交流调速系统的基础;电力电子技术、计算机控制技术、智能控制理论的发展,,更为直流调速系统继续发展和应用提供了契机。进入21世纪后国外一些公司仍在不断推出高性能直 流调速系统。因此,对直流调速系统的研究仍具有重要意义。 直流调速系统中最典型的控制方式就是速度、电流双闭环调速。由于受参数时变和不确定性等因素的影响,传统的控制方法常受到很大的局限。另外,PID 控制方法往往在系统快速性与稳定性之间不能两者兼顾。模糊控制不依赖于被控对象的精确数学模型,既能克服非线性因素的影响,又具有较强的鲁棒性。因此,给直流电动机双闭环调速系统引入模糊控制器,可以改善系统性能。 2.1 双闭环可逆直流调速系统的原理结构 为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用,可在系统中设置两个调节器,分别调节转速和电流,即分别引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行串级联接。把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变 换器UPE。从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外面,称作外环。这样就形成了转速、电流双闭环调速系统。如图1所示。 图1直流双闭环调速系统结构 双闭环直流调速系统目前应用广泛、技术成熟,常采用PID控制方式,它具有结构简单、可靠等优点,取得了较好的控制效果。但是,在实际生产现场,由于条件限制,使得PID控制器参数的整定往往难以达到最优状态,另外,PID 控制方法必须在系统快

基于simulink的模糊控制仿真

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 (1)常规的PID控制器; (2)常规的模糊控制器; (3)比较两种控制器的效果; (4)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Kp,Ki,Kd分别为:10 ,1,0.05。 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“FIS Editor”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FIS Editor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[-6,6],EC的论域是[-6,6],U的论域是[-6,6]。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。Ke,Kec,Ku,Ki分别是: 3 ,2.5 ,3.5 ,0.27

三.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。

控制系统仿真与CAD 实验报告

《控制系统仿真与CAD》 实验课程报告

一、实验教学目标与基本要求 上机实验是本课程重要的实践教学环节。实验的目的不仅仅是验证理论知识,更重要的是通过上机加强学生的实验手段与实践技能,掌握应用 MATLAB/Simulink 求解控制问题的方法,培养学生分析问题、解决问题、应用知识的能力和创新精神,全面提高学生的综合素质。 通过对MATLAB/Simulink进行求解,基本掌握常见控制问题的求解方法与命令调用,更深入地认识和了解MATLAB语言的强大的计算功能与其在控制领域的应用优势。 上机实验最终以书面报告的形式提交,作为期末成绩的考核内容。 二、题目及解答 第一部分:MATLAB 必备基础知识、控制系统模型与转换、线性控制系统的计算机辅助分析 1. >>f=inline('[-x(2)-x(3);x(1)+a*x(2);b+(x(1)-c)*x(3)]','t','x','flag','a','b','c');[t,x]=ode45( f,[0,100],[0;0;0],[],0.2,0.2,5.7);plot3(x(:,1),x(:,2),x(:,3)),grid,figure,plot(x(:,1),x(:,2)), grid

2. >>y=@(x)x(1)^2-2*x(1)+x(2);ff=optimset;https://www.wendangku.net/doc/1b17795557.html,rgeScale='off';ff.TolFun=1e-30;ff.Tol X=1e-15;ff.TolCon=1e-20;x0=[1;1;1];xm=[0;0;0];xM=[];A=[];B=[];Aeq=[];Beq=[];[ x,f,c,d]=fmincon(y,x0,A,B,Aeq,Beq,xm,xM,@wzhfc1,ff) Warning: Options LargeScale = 'off' and Algorithm = 'trust-region-reflective' conflict. Ignoring Algorithm and running active-set algorithm. To run trust-region-reflective, set LargeScale = 'on'. To run active-set without this warning, use Algorithm = 'active-set'. > In fmincon at 456 Local minimum possible. Constraints satisfied. fmincon stopped because the size of the current search direction is less than twice the selected value of the step size tolerance and constraints are satisfied to within the selected value of the constraint tolerance. Active inequalities (to within options.TolCon = 1e-20): lower upper ineqlin ineqnonlin 2 x = 1.0000 1.0000 f =

模糊控制详细讲解实例

一、速度控制算法: 首先定义速度偏差-50 km/h ≤e (k )≤50km/h ,-20≤ec (i )= e (k )- e (k-1)≤20,阀值e swith =10km/h 设计思想:油门控制采用增量式PID 控制算法,刹车控制采用模糊控制算法,最后通过选择规则进行选择控制量输入。 选择规则: e (k )<0 ① e (k )>- e swith and throttlr_1≠0 选择油门控制 ② 否则:先将油门控制量置0,再选择刹车控制 0

实验一--模糊控制器的MATLAB仿真

实验一 模糊控制器的MATLAB 仿真 一、实验目的 本实验要求利用MATLAB/SIMULINK 与FUZZYTOOLBOX 对给定的二阶动态系统,确定模糊控制器的结构,输入和输出语言变量、语言值及隶属函数,模糊控制规则;比较其与常规控制器的控制效果;研究改变模糊控制器参数时,系统响应的变化情况;掌握用 MATLAB 实现模糊控制系统仿真的方法。 实验时数:3学时。 二、实验设备:计算机系统、Matlab 仿真软件 三、实验原理 模糊控制器它包含有模糊化接口、规则库、模糊推理、清晰化接口等部分,输人变量是过程实测变量与系统设定值之差值。输出变量是系统的实时控制修正变量。模糊控制的核心部分是包含语言规则的规则库和模糊推理。模糊推理就是一种模糊变换,它将输入变量模糊集变换为输出变量的模糊集,实现论域的转换。工程上为了便于微机实现,通常采用“或”运算处理这种较为简单的推理方法。Mamdani 推理方法是一种广泛采用的方法。它包含三个过程:隶属度聚集、规则激活和输出总合。模糊控制器的体系结构如图1所示。 图1 模糊控制器的体系结构 四、实验步骤 (1)对循环流化床锅炉床温,对象模型为 ()()1140130120 ++s s 采用simulink 图库,实现常规PID 和模糊自整定PID 。 (2)确定模糊语言变量及其论域:模糊自整定PID 为2输入3输出的模糊控制器。该模糊控制器是以|e|和|ec|为输入语言变量,Kp 、Ki 、Kd 为输出语言变量,其各语言变量的论域如下:

误差绝对值:e={0,3,6,10}; 误差变化率绝对值:ec={0,2,4,6}; 输出Kp:Up={0,0.5,1.0,1.5}; 输出Ki:Ui={0,0.002,0.004,0.006}; 输出Kd:Ud={0,3,6,9}。 (3)语言变量值域的选取:输入语言变量|e|和|ec|的值域取值“大”(B)、“中”(M)、“小”(s)和“零”(Z) 4种;输出语言变量Kp、Ki、Kd的值域取值为“很大”(VB)、“大”(B)、“中”(M)、“小”(s) 4种。 (4)规则的制定:根据PID参数整定原则及运行经验,可列出输出变量Kp、Ki、Kd 的控制规则表。 (5)推理方法的确定 隐含采用“mamdani”方法:max-min; 推理方法,即“min”方法; 去模糊方法:面积中心法; 选择隶属函数的形式:三角型。

《控制系统计算机仿真》实验指导书

实验一 Matlab使用方法和程序设计 一、实验目的 1、掌握Matlab软件使用的基本方法; 2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句 3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制 4、熟悉Matlab程序设计的基本方法 二、实验内容 1、帮助命令 使用help命令,查找sqrt(开方)函数的使用方法; 2、矩阵运算 (1)矩阵的乘法 已知A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 求A^2*B (2)矩阵除法 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3]; A\B,A/B (3)矩阵的转置及共轭转置 已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i]; 求A.', A' (4)使用冒号选出指定元素 已知:A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; 求A中第3列前2个元素;A中所有列第2,3行的元素; (5)方括号[] 用magic函数生成一个4阶魔术矩阵,删除该矩阵的第四列 3、多项式 (1)求多项式p(x) = x3 - 2x - 4的根 (2)已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] , 求矩阵A的特征多项式; 求特征多项式中未知数为20时的值; 4、基本绘图命令 (1)绘制余弦曲线y=cos(t),t∈[0,2π] (2)在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5),t∈[0,2π] 5、基本绘图控制 绘制[0,4π]区间上的x1=10sint曲线,并要求: (1)线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号; (2)坐标轴控制:显示范围、刻度线、比例、网络线 (3)标注控制:坐标轴名称、标题、相应文本; 6、基本程序设计 (1)编写命令文件:计算1+2+?+n<2000时的最大n值; (2)编写函数文件:分别用for和while循环结构编写程序,求2的0到n次幂的和。 三、预习要求 利用所学知识,编写实验内容中2到6的相应程序,并写在预习报告上。

模糊PID控制器的设计与仿真——设计步骤(修改)

模糊PID 控制器的设计与仿真 设计模糊PID 控制器时,首先要将精确量转换为模糊量,并且要把转换后的模糊量映射到模糊控制论域当中,这个过程就是精确量模糊化的过程。模糊化的主要功能就是将输入量精确值转换成为一个模糊变量的值,最终形成一个模糊集合。 本次设计系统的精确量包括以下变量:变化量e ,变化量的变化速率ec 还有参数整定过程中的输出量ΔK P ,ΔK D ,ΔK I ,在设计模糊PID 的过程中,需要 将这些精确量转换成为模糊论域上的模糊值。本系统的误差与误差变化率的模糊论域与基本论域为:E=[-6,-4,-2,0,2,4,6];Ec=[-6,-4,-2,0,2,4,6]。 模糊PID 控制器的设计选用二维模糊控制器。以给定值的偏差e 和偏差变化ec 为输入;ΔK P ,ΔK D ,ΔK I 为输出的自适应模糊PID 控制器,见图1。 图1模糊PID 控制器 (1)模糊变量选取 输入变量E 和EC 的模糊化将一定范围(基本论域)的输入变量映射到离散区间(论域)需要先验知识来确定输入变量的范围。就本系统而言,设置语言变量取七个,分别为 NB ,NM ,NS ,ZO ,PS ,PM ,PB 。 (2)语言变量及隶属函数 根据控制要求,对各个输入,输出变量作如下划定: e ,ec 论域:{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6} ΔK P ,ΔK D ,ΔK I 论域:{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6} 应用模糊合成推理PID 参数的整定算法。第k 个采样时间的整定为 ).()(,)()(,)()(000k K K k K k K K k K k K K k K D D D I I I P P P ?+=?+=?+= 式中000,,D I P K K K 为经典PID 控制器的初始参数。

简易模糊控制器设计及MATLAB仿真

简易模糊控制器的设计及仿真 摘要:模糊控制(Fuzzy Control )是以模糊集理论、模糊语言和模糊逻辑推理为基础的一种控制方法,它从行为上模仿人的模糊推理和决策过程。本文利用MATLAB/SIMULINK 与FUZZY TOOLBOX 对给定的二阶动态系统,确定模糊控制器的结构,输入和输出语言变量、语言值及隶属函数,模糊控制规则,比较其与常规控制器的控制效果,用MATLAB 实现模糊控制的仿真。 关键词:模糊控制 参数整定 MATLAB 仿真 二阶动态系统模型: ()()1140130120 ++s s 采用simulink 图库,实现常规PID 和模糊自整定PID 。 一.确定模糊控制器结构 模糊自整定PID 为2输入3输出的模糊控制器。在MATLAB 的命令窗口中键入fuzzy 即可打开FIS 编辑器,其界面如下图所示。此时编辑器里面还没有FIS 系统,其文件名为Untitled ,且被默认为Mandani 型系统。默认的有一个输入,一个输出,还有中间的规则处理器。在FIS 编辑器界面上需要做一下几步工作。 首先,模糊自整定PID 为2输入3输出的模糊控制器,因此需要增加一个输入两个输出,进行的操作为:选择Edit 菜单下的Add Variable/Input 菜单项。

如下图。 其次,给输入输出变量命名。单击各个输入和输出框,在Current Variable 选项区域的Name文本框中修改变量名。如下图 最后,保存系统。单击File菜单,选择Export下的To Disk项。这里将创建的系统命名为PID_auot.fi。 二.定义输入、输出模糊集及隶属函数

模糊控制系统仿真实验

华侨大学厦门工学院《智能控制技术》 实验报告 专业:电气工程及其自动化 班级: 时间:年月日~年月日 ―――――――以下指导教师填写――――― 分项成绩:出勤设计报告 总成绩: 指导教师: 目录

摘要 (1) 一、设计的目的 (2) 二、设计要求 (2) 三、设计过程 (3) 1.系统模型建立 (3) 2.模糊控制器设计 (3) 2.1 模糊集合及论域的定义 (3) 2.2模糊控制规则设计 (6) 2.3系统的参数选择 (7) 2.4仿真结果 (7) 四、设计分析 (9) 1.改变模糊控制隶属度函数对控制效果的影响 (9) 2.给系统模型加扰动对控制效果的影响 (12) 3.改变系统的参数对控制效果的影响 (13) 五、模糊控制的优点 (15) 六、总结 (15) 致谢 (16) 参考文献 (16)

摘要 模糊控制的研究主要体现在控制器的研究和开发以及各类实际应用中, 目前模糊控制已经应用在各个行业。各类模糊控制器也非常多, 模糊控制器的研究一直是控制界研究的热点问题, 而关于模糊控制系统的稳定性分析则是模糊控制需要研究和解决的基本问题。目前已经出现了为实现模糊控制功能的各种集成电路芯片。用MATLAB软件实现模糊控制系统的仿真结果,仿真结果表明MATLAB软件不但简单实用,而且响应速度快,超调量小,控制效果良好。 关键词:模糊控制仿真 MATLAB

设计目标说明 一、设计的目的: 1. 通过本次设计,进一步了解模糊控制的基本原理、模糊模型的建立和模糊控制器的设计过程。 2. 提高学生有关控制系统的程序设计能力。 3. 熟悉Matlab 语言以及在智能控制设计中的应用。 二、设计要求: 图1 模糊控制系统Simulink 仿真模型图 1、用Matlab 中的Simulink 工具箱,组成一个模糊控制系统。任意带模糊控制器的系统均可,例如一简单二阶加纯滞后系统(图1 所示)为,传递函数12()(1)(1) d s f f Ke G s T s T s τ-=++。其 中各参数分别为1240,10,60,2f f d K T T τ====。 2、采用模糊控制算法,设计出能跟踪给定输入的模糊控制器,对被控系统进行仿真,绘制出系统的阶跃响应曲线。 3、改变模糊控制器中模糊变量的隶属度函数,分析隶属度函数和模糊控制规则对模糊控制效果的影响。比较那种情况下的控制效果较好。 4、给系统加上扰动,观察此时的阶跃响应曲线,看系统是否仍然稳定,并与无扰动情况下的阶跃响应曲线进行比较。并比较模糊控制和PID 控制的鲁棒性。 5、改变系统的参数,了解模糊控制在系统参数发生变化时的控制效果。并与PID 控制器作用下系统参数发生变化时的控制效果进行比较,思考模糊控制相对于传统控制的优点。

控制系统仿真实验报告

哈尔滨理工大学实验报告 控制系统仿真 专业:自动化12-1 学号:1230130101 姓名:

一.分析系统性能 课程名称控制系统仿真实验名称分析系统性能时间8.29 地点3# 姓名蔡庆刚学号1230130101 班级自动化12-1 一.实验目的及内容: 1. 熟悉MATLAB软件的操作过程; 2. 熟悉闭环系统稳定性的判断方法; 3. 熟悉闭环系统阶跃响应性能指标的求取。 二.实验用设备仪器及材料: PC, Matlab 软件平台 三、实验步骤 1. 编写MATLAB程序代码; 2. 在MATLAT中输入程序代码,运行程序; 3.分析结果。 四.实验结果分析: 1.程序截图

得到阶跃响应曲线 得到响应指标截图如下

2.求取零极点程序截图 得到零极点分布图 3.分析系统稳定性 根据稳定的充分必要条件判别线性系统的稳定性最简单的方法是求出系统所有极点,并观察是否含有实部大于0的极点,如果有系统不稳定。有零极点分布图可知系统稳定。

二.单容过程的阶跃响应 一、实验目的 1. 熟悉MATLAB软件的操作过程 2. 了解自衡单容过程的阶跃响应过程 3. 得出自衡单容过程的单位阶跃响应曲线 二、实验内容 已知两个单容过程的模型分别为 1 () 0.5 G s s =和5 1 () 51 s G s e s - = + ,试在 Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 三、实验步骤 1. 在Simulink中建立模型,得出实验原理图。 2. 运行模型后,双击Scope,得到的单位阶跃响应曲线。 四、实验结果 1.建立系统Simulink仿真模型图,其仿真模型为

基于matlab的模糊控制器的设计与仿真

基于MATLAB的模糊控制器的设计与仿真 摘要:本文对模糊控制器进行了主要介绍。提出了一种模糊控制器的设计与仿真的实现方法,该方法利用MA TLB模糊控制工具箱中模糊控制器的控制规则和隶属度函数,建立模型,并进行模糊控制器设计与仿真。 关键词:模糊控制,隶属度函数,仿真,MA TLAB 1 引言 模糊控制是一种特别适用于模拟专家对数学模型未知的较复杂系统的控制,是一种对模型要求不高但又有良好控制效果的控制新策略。与经典控制和现代控制相比,模糊控制器的主要优点是它不需要建立精确的数学模型。因此,对一些无法建立数学模型或难以建立精确数学模型的被控对象,采用模糊控制方法,往往能获得较满意的控制效果。 模糊控制器的设计比一般的经典控制器如PID控制器要复杂,但如果借助MATLAB则系统动态特性良好并有较高的稳态控制精度,可提高模糊控制器的设计效率。本文在MATLAB环境下针对某个控制环节对模糊控制系统进行了设计与仿真。 2 模糊控制器简介 模糊控制器是一种以模糊集合论,模糊语言变量以及模糊推理为数学基础的新型计算机控制方法。显然,模糊控制的基础是模糊数学,模糊控制的实现手段是计算机。本章着重介绍模糊控制的基本思想,模糊控制的基本原理,模糊控制器的基本设计原理和模糊控制系统的性能分析。 随着科学技术的飞速发展,在那些复杂的,多因素影响的严重非线性、不确定性、多变性的大系统中,传统的控制理论和控制方法越来越显示出局限性。长期以来,人们期望以人类思维的控制方案为基础,创造出一种能反映人类经验的控制过程知识,并可以达到控制目的,能够利用某种形式表现出来。而且这种形式既能够取代那种精密、反复、有错误倾向的模型建造过程,又能避免精密的估计模型方程中各种方程的过程。同时还很容易被实现的,简单而灵活的控制方式。于是模糊控制理论极其技术应运而生。 3 模糊控制的特点 模糊控制是以模仿人类人工控制特点而提出的,虽然带有一定的模糊性和主观性,但往往是简单易行,而且是行之有效的。模糊控制的任务正是要用计算机来模拟这种人的思维和决策方式,对这些复杂的生产过程进行控制和操作。所以,模糊控制有以下特点: 1)模糊控制的计算方法虽然是运用模糊集理论进行的模糊算法,但最后得到的控制规律是确定

控制系统仿真实验报告1

昆明理工大学电力工程学院学生实验报告 实验课程名称:控制系统仿真实验 开课实验室:年月日

实验一 电路的建模与仿真 一、实验目的 1、了解KCL 、KVL 原理; 2、掌握建立矩阵并编写M 文件; 3、调试M 文件,验证KCL 、KVL ; 4、掌握用simulink 模块搭建电路并且进行仿真。 二、实验内容 电路如图1所示,该电路是一个分压电路,已知13R =Ω,27R =Ω,20S V V =。试求恒压源的电流I 和电压1V 、2V 。 I V S V 1 V 2 图1 三、列写电路方程 (1)用欧姆定律求出电流和电压 (2)通过KCL 和KVL 求解电流和电压

四、编写M文件进行电路求解(1)M文件源程序 (2)M文件求解结果 五、用simulink进行仿真建模(1)给出simulink下的电路建模图(2)给出simulink仿真的波形和数值

六、结果比较与分析

实验二数值算法编程实现 一、实验目的 掌握各种计算方法的基本原理,在计算机上利用MATLAB完成算法程序的编写拉格朗日插值算法程序,利用编写的算法程序进行实例的运算。 二、实验说明 1.给出拉格朗日插值法计算数据表; 2.利用拉格朗日插值公式,编写编程算法流程,画出程序框图,作为下述编程的依据; 3.根据MATLAB软件特点和算法流程框图,利用MATLAB软件进行上机编程; 4.调试和完善MATLAB程序; 5.由编写的程序根据实验要求得到实验计算的结果。 三、实验原始数据 上机编写拉格朗日插值算法的程序,并以下面给出的函数表为数据基础,在整个插值区间上采用拉格朗日插值法计算(0.6) f,写出程序源代码,输出计算结果: 四、拉格朗日插值算法公式及流程框图

选取一个模糊控制的实例讲解

选取一个模糊控制的实例讲解,有文章,有仿真,有详细的推导过程。 一.实验题目:基于模糊控制系统的单级倒立摆 二.实验目的与要求: 倒立摆是联结在小车上的杆,通过小车的运动能保持竖立不倒的一种装置,它是一个典型的非线性、快速、多变量和自然不稳定系统,但是我们可以通过对它施加一定的控制使其稳定。对它的研究在理论上和方法上都有其重要意义。倒立摆的研究不仅要追求增加摆的级数,而且更重要的是如何发展现有的控制方法。同时, 它和火箭的姿态控制以及步行机器 人的稳定控制有很多相似之处,由此研究产生的理论和方法对一般工业过程也有广泛用途。 本文研究了倒立摆的控制机理,用Lagrange 方法推导了一级倒立摆的数学模型,这为研究多级和其它类型的倒立摆甚至更高层次的控制策略奠定了一个良好的基础。对系统进行了稳定性、可控性分析,得出倒立摆系统是一个开环不稳定但可控的系统的结论。 本文主要研究用极点配置、最优控制和模糊控制方法对倒立摆进行稳定控制。最优控制方法是基于状态反馈,但能实现输出指标最优的一种控制方法,方法和参数调节较简单,有着广泛的应用。模糊控制有不依赖于数学模型、适用于非线性系统等优点,所以本文尝试了用模糊控制对倒立摆进行控制,以将先进的控制方法用于实际中。 同时,对倒立摆系统的研究也将遵循从建模到仿真到实控,软硬件结合的系统的控制流程。在这过程中,借助数学工具Matlab7及仿真软件Simulink,作了大量的仿真研究工作,仿真结果表明系统能跟踪输入,并具有较好的抗干扰性。最后对实验室的倒立摆装置进行了软、硬件的调试,获得了较好的控制效果。 三.实验步骤: 1.一级倒立摆系统模型的建立 在忽略了空气阻力、各种摩擦之后(这也是为了保证Lagrange 方程的建立),可 将一级倒立摆系统抽象为由小车和匀质杆组成的系统,本系统设定如下: 小车质量M;摆杆质量m,长为l;小车在x 轴上移动;摆与竖直方向夹角为θ,规定正方向如图所示;加在小车x 轴上的力为F;

模糊控制仿真

智能控制实验报告模糊控制器的仿真

一.实验目的 1.了解模糊控制的原理 2.学习Matlab模糊逻辑工具箱的使用 3.使用工具箱进行模糊控制器的仿真 二.实验设备 1.计算机 2.Matlab软件 3.window 7操作系统 三.实验原理 模糊逻辑控制又称模糊控制,是以模糊集合论,模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一类计算机控制策略,模糊控制是一种非线性控制。图1-1是模糊控制系统基本结构,由图可知模糊控制器由模糊化,知识库,模糊推理和清晰化(或去模糊化)四个功能模块组成。 针对模糊控制器每个输入,输出,各自定义一个语言变量。因为对控制输出的判断,往往不仅根据误差的变化,而且还根据误差的变化率来进行综合评判。所以在模糊控制器的设计中,通常取系统的误差值e和误差变化率ec为模糊控制器的两个输入,则在e的论域上定义语言变量“误差E”,在ec的论域上定义语言变量“误差变化EC”;在控制量u的论域上定义语言变量“控制量U”。 通过检测获取被控制量的精确值,然后将此量与给定值比较得到误差信号e,对误差取微分得到误差变化率ec,再经过模糊化处理把分明集输入量转换为模糊集输入量,模糊输入变量根据预先设定的模糊规则,通过模糊逻辑推理获得模糊控制输出量,该模糊输出变量再经过去模糊化处理转换为分明集控制输出量。 四.实验步骤 1、在MATLAB主窗口中单击工具栏中的Simulink快捷图标,弹出“Simulink Library Browser”窗口,单击Create a new model快捷图标,弹出模拟编辑窗口,用Matlab中的Simulink 工具箱,组成一个模糊控制系统,如图所示: 2、在MATLAB命令窗口输入fuzzy,并按回车键,弹出如下的FIS Editer界面,即模糊推理系统编辑器。

控制系统数字仿真实验报告

控制系统数字仿真实验报告 班级:机械1304 姓名:俞文龙 学号: 0801130801

实验一数字仿真方法验证1 一、实验目的 1.掌握基于数值积分法的系统仿真、了解各仿真参数的影响; 2.掌握基于离散相似法的系统仿真、了解各仿真参数的影响; 3.熟悉MATLAB语言及应用环境。 二、实验环境 网络计算机系统(新校区机电大楼D520),MATLAB语言环境 三实验内容 (一)试将示例1的问题改为调用ode45函数求解,并比较结果。 实验程序如下; function dy = vdp(t,y) dy=[y-2*t/y]; end [t,y]=ode45('vdp',[0 1],1); plot(t,y); xlabel('t'); ylabel('y');

(二)试用四阶RK 法编程求解下列微分方程初值问题。仿真时间2s ,取步长h=0.1。 ?????=-=1 )0(2y t y dt dy 实验程序如下: clear t0=0; y0=1; h=0.1; n=2/h; y(1)=1; t(1)=0; for i=0:n-1 k1=y0-t0^2; k2=(y0+h*k1/2)-(t0+h/2)^2; k3=(y0+h*k2/2)-(t0+h/2)^2;

k4=(y0+h*k3)-(t0+h)^2; y1=y0+h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6; t1=t0+h; y0=y1; t0=t1; y(i+2)=y1; t(i+2)=t1; end y1 t1 figure(1) plot(t,y,'r'); xlabel('t'); ylabel('y'); (三)试求示例3分别在周期为5s的方波信号和脉冲信号下的响应,仿真时间20s,采样周期Ts=0.1。

《MATLAB与控制系统。。仿真》实验报告

《MATLAB与控制系统仿真》 实验报告 班级: 学号: 姓名: 时间:2013 年 6 月

目录实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算(一)实验二MATLAB环境的熟悉与基本运算(二)实验三MATLAB语言的程序设计 实验四MATLAB的图形绘制 实验五基于SIMULINK的系统仿真 实验六控制系统的频域与时域分析 实验七控制系统PID校正器设计法 实验八线性方程组求解及函数求极值

实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算(一) 一、实验目的 1.熟悉MATLAB开发环境 2.掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算 二、实验基本原理 1.熟悉MATLAB环境: MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。 2.掌握MATLAB常用命令 表1 MATLAB常用命令 变量与运算符 3.1变量命名规则 3.2 MATLAB的各种常用运算符 表3 MATLAB关系运算符 表4 MATLAB逻辑运算符

| Or 逻辑或 ~ Not 逻辑非 Xor逻辑异或 符号功能说明示例符号功能说明示例 :1:1:4;1:2:11 . ;分隔行.. ,分隔列… ()% 注释 [] 构成向量、矩阵!调用操作系统命令 {} 构成单元数组= 用于赋值 的一维、二维数组的寻访 表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式 三、主要仪器设备及耗材 计算机 四.实验程序及结果 1、新建一个文件夹(自己的名字命名,在机器的最后一个盘符) 2、启动MATLAB,将该文件夹添加到MATLAB路径管理器中。 3、学习使用help命令。

模糊控制的应用实例与分析

模糊控制的应用 学院实验学院 专业电子信息工程 姓名 指导教师 日期 2011 年 9 月 20 日

在自动控制中,包括经典理论和现代控制理论中有一个共同的特点,即控制器的综合设计都要建立在被控对象准确的数学模型(如微分方程等)的基础上,但是在实际工业生产中,很多系统的影响因素很多,十分复杂。建立精确的数学模型特别困难,甚至是不可能的。这种情况下,模糊控制的诞生就显得意义重大,模糊控制不用建立数学模型,根据实际系统的输入输出的结果数据,参考现场操作人员的运行经验,就可对系统进行实时控制。模糊控制实际上是一种非线性控制,从属于智能控制的范畴。现代控制系统中的的控制能方便地解决工业领域常见的非线性、时变、在滞后、强耦合、变结构、结束条件苛刻等复杂问题。可编程控制器以其高可靠性、编程方便、耐恶劣环境、功能强大等特性很好地解决了工业控制领域普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题,这两者的结合,可在实际工程中广泛应用。 所谓模糊控制,其定义是是以模糊数学作为理论基础,以人的控制经验作为控制的知识模型,以模糊集合、模糊语言变量以及模糊逻辑推理作为控制算法的一种控制。模糊控制具有以下突出特点: (1)模糊控制是一种基于规则的控制,它直接采用语言型控制规则,出发点是现 场操作人员的控制经验或相关专家的知识,在设计中不需要建立被控对象的精确的数学模型,因而使得控制机理和策略易于接受与理解,设计简单,便于应用 (2)由工业过程的定性认识出发,比较容易建立语言控制规则,因而模糊控制对 那些数学模型难以获取,动态特性不易掌握或变化非常显著的对象非常适用。 (3)基于模型的控制算法及系统设计方法,由于出发点和性能指标的不同,容易 导致较大差异;但一个系统语言控制规则却具有相对的独立性,利用这些控制规律间的模糊连接,容易找到折中的选择,使控制效果优于常规控制器。 (4)模糊控制是基于启发性的知识及语言决策规则设计的,这有利于模拟人工控 制的过程和方法,增强控制系统的适应能力,使之具有一定的智能水平。(5)模糊控制系统的鲁棒性强,干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱, 尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的控制。 由于有着诸多优点,模糊理论在控制领域得到了广泛应用。下面我们就以下示例介绍模糊控制在实际中的应用: 电机调速控制系统见图1,模糊控制器的输入变量为实际转速与转速给定值 ,输出变量为电机的电压变化量u。图2为电机调试之间的差值e及其变化率e c 输出结果,其横坐标为时间轴,纵坐标为转速。当设定转速为2 000r/s时,电机能很快稳定运行于2 000r/s;当设定转速下降到1 000r/s时,转速又很快下降到1 000r/s稳定运行。 图1

模糊控制器的MATLAB仿真

一、实验目的 本实验要求利用MATLAB/SIMULINK 与FUZZYTOOLBOX 对给定的二阶动态系统,确定模糊控制器的结构,输入和输出语言变量、语言值及隶属函数,模糊控制规则;比较其与常规控制器的控制效果;研究改变模糊控制器参数时,系统响应的变化情况;掌握用 MATLAB 实现模糊控制系统仿真的方法。 二、实验原理 模糊控制器它包含有模糊化接口、知识库(规则库、数据库)、模糊推理机、解模糊接口等部分。输人变量e(t)是过程实测变量y(t)与系统设定值s(t)之差值。输出变量y(t)是系统的实时控制修正变量。模糊控制的核心部分是包含语言规则的规则库和模糊推理机。而模糊推理就是一种模糊变换,它将输入变量模糊集变换为输出变量的模糊集,实现论域的转换。工程上为了便于微机实现,通常采用“或”运算处理这种较为简单的推理方法。Mamdani 推理方法是一种广泛采用的方法。它包含三个过程:隶属度聚集、规则激活和输出总合。模糊控制器的组成框图如图所示。 图 模糊控制器的组成框图 三、模糊推理系统的建立 一个模糊推理系统的建立分为三个步骤:首先,对测量数据进行模糊化;其次,建立规则控制表;最后,输出信息的模糊判决,即对模糊量进行反模糊化,得到精确输出量。 模糊推理系统的建立,往往是设计一个模糊控制系统的基础。建立一个模糊推理系统有两类方法:一种是利用GUI 建立模糊推理系统;另一种是利用MATLAB 命令建立。下面根据实验内容,利用GUI 建立模糊推理系统。 例:对循环流化床锅炉床温,对象模型为 ()()1140130120 ++s s 采用simulink 图库,实现常规PID 和模糊自整定PID 。模糊自整定PID 为2输入3输出的模糊控制器。 1、 进入FIS 编辑器 在MATLAB 的命令窗口中键入fuzzy 即可打开FIS 编辑器,其界面如下图所示。此时编

双闭环模糊控制系统的设计与仿真

《运动控制系统》课程设计学院:物联网工程学院 班级: 姓名: 学号: 日期: 成绩:

文章编号: 双闭环模糊控制系统的设计与仿真 (江南大学物联网工程学院,江苏省无锡邮编214122) 摘要:直流电机具有良好的起动、制动性能,因此其在电力拖动自动控制系统中应用广泛。众所周知,直流电机的闭环系统静特性要比开环系统的机械特写硬的多,而转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能好、应用最广泛的直流调速系统,但该系统依赖精确的数学模型,在增加解决环节的同时,系统模型趋于复杂,还可能会影响系统的可靠性。因此我们在总结了以前经验的同时,提出了双闭环模糊控制系统的的设计与仿真。 关键词:直流电机;双闭环系统;模糊控制 中图分类号:文献标识码:A Double Closed Loop Fuzzy Control System Design and Simulation Author name (Jiangnan University, Wuxi 214122, China) Abstract:DC motor has good starting, braking performance, therefore in the electric drive automatic control system is widely applied in the field of. As everyone knows, the closed-loop DC motor system static characteristics than the open loop system of mechanical feature of more than hardware, and speed, electric current double closed loop DC motor control system is of good performance, the most widely used DC speed regulating system, but the system depend on the accurate mathematical model, increase solve link at the same time, the system model tends to be complex, also may influence the reliability of the system. Therefore we are summing up the previous experience at the same time, put forward a double closed loop fuzzy control system design and simulation. Key words:DC Motor; Double Closed Loop System; Fuzzy Control 1 引言 2 双闭环直流调速系统的设计 直流电动机具有启动转矩大、调速范围宽等优势,在轧钢机、电力机车等方面仍广泛采用。直流调速系统在理论上和实践上都比较成热,从控制技术的角度来看,它又是交流调速系统的基础;电力电子技术、计算机控制技术、智能控制理论的发展,,更为直流调速系统继续发展和应用提供了契机。进入21世纪后国外一些公司仍在不断推出高性能直 流调速系统。因此,对直流调速系统的研究仍具有重要意义。 直流调速系统中最典型的控制方式就是速度、电流双闭环调速。由于受参数时变和不确定性等因素的影响,传统的控制方法常受到很大的局限。另外,PID 控制方法往往在系统快速性与稳定性之间不能两者兼顾。模糊控制不依赖于被控对象的精确数学模型,既能克服非线性因素的影响,又具有较强的鲁棒性。因此,给直流电动机双闭环调速系统引入模糊控制器,可以改善系统性能。 2.1 双闭环可逆直流调速系统的原理结构 为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用, 可在系统中设置两个调节器,分别调节转速和电流,即分别引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行串级联接。把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变 换器UPE。从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外面,称作外环。这样就形成了转速、电流双闭环调速系统。如图1所示。 图1直流双闭环调速系统结构 双闭环直流调速系统目前应用广泛、技术成熟,常采用PID控制方式,它具有结构简单、可靠等优点,取得了较好的控制效果。但是,在实际生产现场,由于条件限制,使得PID控制器参数的整定往往难以达到最优状态,另外,PID 控制方法必须在系统快速性与稳定性程度之间做出折衷,往往不能两者兼顾,而模糊控制能利用其非线性特性,突破PID方法的局限,使调速系统既有快速的动态响应,又有较高的稳定程度。除此之外,模糊控制又进一步提高了调速系统的鲁棒性。 调速系统的模糊控制模型在异步电动机闭环调

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