您好,欢迎登录天津新濠天地机电设备股份有限公司官网!                                                                                                                                中文          ENGLISH           进入邮箱

模糊自适应PID在汽车底盘测功机中的仿真研究

日期:2019-01-26 16:58

  文中在汽车底盘测功机控制的基础上,针对常用的工业对象模型,该系统模型具有变参数、强干扰、大滞后等特点,将控制系统性能优于PID控制,且具有响应时间短,控制精度高,超调量小,稳定性好等优点,能够适应复杂对象的要求。

  PID控制系统原理如图1所示。将偏差的比例、积分和微分通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制。

  式中,u(t)为PID控制器的输出,t为采样时间,kp为控制器的比例增益;e(t)为PID控制器的偏差输入,即给定值与测量值之差;TI为控制器的积分时间常数;TD为控制器的微分时间常数。

  自适应模糊PID控制器是以误差e和误差的变化率ec作为输入,可以满足不同时刻的e和ec对PID参数自整定的要求。其结构图如图2所示。

  从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各个方面来考虑,kp、ki、kd的作用如下。

  1)比例系数kp的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度,kp越大,系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但易产生超调,甚至会导致系统不稳定。

  2)积分系数ki的作用是消除系统的静态误差。ki越大,系统的静态误差消除的越快,但ki过大,在响应过程的初期会产生积分饱和现象,从而引起响应过程的较大超调。

  3)微分作用系数kd的作用是改善系统的动态特性,其作用主要是在响应过程中抑制偏差向任何方向变化,对偏差变化进行提前预报。但kd过大,会使响应提前制动,从而延长调节时间,而且会降低系统的干扰性能。

  设计模糊自适应PID控制系统的核心是设计模糊控制器,在设计模糊控制器的过程中,确定模糊控制器的结构、建立模糊规则并选定近似推理算法是两个核心工作,与之配套的是设计模糊化模块、选择模糊子集的隶属度函数、设计清晰化模块并选择清晰化方法。其中根据积累的人工操作经验或测试数据,建立模糊控制规则是设计最为核心的工作。

  量化因子和比例因子除了进行论域变换,使前后模块匹配之外,在整个系统中还有一定的调节作用。因为它的变化相当于对实际测量信号的放大或缩小,直接影响着采样信号对系统的调节控制作用。文中为了便于比较模糊自适应PID与经典的PID控制效果,将kp、ki、kd 3个因子不再变化,而是通过改变模糊论域和量化因子、比例因子的方法改变输出量。

  E为输入误差e的语言变量,EC为误差变化率的语言变量。{-3,-2,-1,0,1,2,3}为E和EC的论域,它们的模糊子集为{NB(负大),NM(负中),ZO(零),PS(正小),PM(正中),PB(正大)}。它们的模糊子集为{NB(负大),NM(负中),ZO(零),PS(正小),PM(正中),PB(正大)}。kp、ki、kd的量化范围为(-0.3,0.3),(-0.06,0.06),(-3,3)。其隶属度曲线所示。通过各曲线的比较,隶属度曲线采用双高斯型曲线。kp、ki、kd的隶属度曲线相似,只是论域范围不同。

  模糊推理采用广泛应用的Mamdani算法,其合成方式直接采用极大极小运算。本仿真在对其他解模糊方法尝试的基础上,通过比较选出最优方法——最大隶属度中取小方法即som法。

  设有n个点的隶属度都取最大值,即A(uj)=max(A(u)),j=1,2,…n,则取绝对值最小的点min(uj)=uk作为模糊集合的代表点。

      新濠天地,澳门新濠天地

所属类别: 新濠天地

该资讯的关键词为:澳门新濠天地

 网站地图