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科学技术和人工智能的不断发展,促使自动控制向智能控制的方向发展,作为一种新的控制技术,智能控制已经在越来越多的控制领域得到了广泛的应用。 PID控制是最为传统的一种控制技术,自18世纪引入控制领域以来,一直保持着它在工业过程控制中的主导地位,被誉为控制领域的常青树,据统计工业控制的控制器中PID类控制器占90%以上。PID控制器是最早出现的控制器类型,因为其结构简单,各个控制器参数有着明显的物理意义,调整方便,所以这类控制器深受工程技术人员喜爱。 模糊控制是以集合论、模糊语言变量与模糊逻辑推理为基础,以先验知识和专家经验为控制规则的一种智能控制技术。由于其可以从行为上模拟人的模糊推理和决策过程;不需要对象的数学模型即可以实现较好的控制;可以实现非线性控制。使得其具有了强大的生命力,在众多领域获得了成功的应用。 本文在分析智能控制技术的基础上,阐述了PID控制技术和模糊控制技术的发展现状和模糊控制技术的原理,以模糊PID控制作为研究对象,主要进行了以下几个方面的工作: (1)尝试性讨论了模糊控制在控制系统中的实现形式,并对一些典型的形式进行了慨要性的描述。 (2)针对模糊PID控制,用MATLAB中的Simulink和Fuzzy工具箱,对不同控制对象进行了仿真研究。在模糊规则的建立时,对控制过程进行了充分分析,并反复进行了多次试验,建立的模糊规则通过仿真和实际验证达到了比较理想的控制效果。 (3)结合仿真研究结果,对PID控制规律、三维模糊控制规律、模糊PID控制规律进行了比较。比较结果表明模糊PID控制器在控制过程的前期阶段具有模糊控制器的优点,而在控制过程的后期阶段又具有PID调节器的优势,因此是一种性能优良的控制器。 (4)将本文研究的模糊PID控制技术用于直流电机调速控制中,并构建了直流电机调速控制控制系统,通过试验得出的结论进一步说明了模糊PID控制具有良好的动态和静态特性,是一种性能优良,而且较容易实现的控制方案。