基于單片機實現(xiàn)的模糊自整定PID控制器.pdf

1、PID控制器自從問世以來，就一直是工業(yè)過程控制中最主要的控制方式。但是隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人們面臨的被控對象越來越復雜，應用常規(guī)PID控制，控制精度和魯棒性較低。模糊控制技術是智能控制的重要分支，當被控對象存在非線性、時變性、多參數(shù)強耦合、過程機理錯綜復雜及不能建立被控對象或過程的精確數(shù)學模型時，模糊控制的專家規(guī)則式的控制方式為其提供了一種較為理想的控制策略。 本文基于對PID控制器參數(shù)的自整定方法、模糊控制器設計方法的研究，設

2、計了一種模糊自整定PID控制器，用于控制溫度。該控制器是在整定出PID初始參數(shù)的基礎上，根據(jù)被控對象的響應在采樣時刻的誤差E和誤差變化率EC兩個因素來確定參數(shù)調整量的方向和大小，通過把操作人員的PID參數(shù)整定經驗總結成模糊規(guī)則模型，形成微機查詢表。微機根據(jù)控制系統(tǒng)的實際響應情況，運用模糊推理與決策實現(xiàn)對PID參數(shù)的在線調整。該方法將經典PID控制與模糊控制的簡便性、靈活性以及魯棒性融為一體。通過MATLAB仿真研究及模糊PID控制和常規(guī)

3、PID控制仿真的結果比較，表明本文采用的方法提高了系統(tǒng)的動、靜態(tài)響應性能。也就是說，該控制方法對于此類系統(tǒng)控制是有效的。 本文最后給出了控制器系統(tǒng)的硬件及軟件設計。在硬件設計上以MSP430f149單片機為控制核心，溫度傳感器選用熱電偶，A/D轉換電路選用4位半雙積分式A/D轉換芯片ICL7135，控制器以4～20mA標準電流信號輸出。系統(tǒng)的軟件設計思路采用消息驅動的思想，即系統(tǒng)內外發(fā)生的事件產生相應的消息，系統(tǒng)主循環(huán)檢測到后，