自调整控制系统( 二 )

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自调整模糊PID控制系统结构功能块自调整因子模糊控制是在简单模糊控制器的基础上，增加了三个功能块儿构成的一种模糊控制器。三个功能块为：1．性能测量——用于测量实际输出特性与希望特性的偏差，以便为控制规则的修正提供信息，即确定输出回响的校正量。2．控制量校正——将输出回响的校正量转换为对控制量的校正量。3．控制规则修正——对控制量的校正通过修改控制规则求实现。自调整因子模糊控制算法具有很强的自适应能力，因此选择它作为研究对象之一。模糊控制系统的核心部分是模糊控制器。也就是说，模糊控制器的性能将决定着该系统控制性能的好坏；而模糊控制器自身性能又取决于模糊语言规则合成推理。在通常情况下，模糊控制器一旦设计完成，其语言规则和合成推理往往是确定的，也就是不可调整的。但是，对于某些场合，为了使一类模糊控制系统具有更强的通用性，使它能适用于不同的被控对象，而同样能获得满意的控制特性，这就要求模糊控制器具有自调整性能。自调整因子模糊控制器就具有这样的功能。室温自调整控制系统空调系统是通过改变各房间的送风量来适应房间的负荷变化，使系统输送的风量在各房间之间转移，从而减小系统总的设计风量。空调系统室温对象是典型的强耦合、多干扰、参数时变的非线性系统，採用常规PID控制方法，一般较难达到良好的控制效果。而模糊控制可以对非线性、大惯性、大滞后对象以及难以建立数学模型的对象，获得较好的控制效果。虽然模糊控制具有较强的适应性，其动态回响品质也优于常规PID控制，但由于其不具有积分环节，往往存在静态误差，因此，常常将其与PID控制方法结合起来套用，如Fuzzy—PID複合控制、Fuzzy—PI混合控制、参数自整定Fuzzy PID控制等方法。但这些控制方法中输入变数模糊化的量化因子ke，kec都取固定值，当控制系统逐渐向零误差逼近的时候，最初给定的範围较大的输入论域上的模糊划分就显得比较粗糙，难以取得较高的控制精度；虽然可以通过增加量化级数提高精度，但会使规则搜寻範围扩大，降低决策速度。因此，目前提出了可变论域参数自调整Fuzzy PID控制规律，利用论域伸缩因子αx改变输入变数的论域，从而调整量化因子ke，kec，控制结构如图所示。

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可变论域参数自调整Fuzzy PID控制结构