阶跃输入信号的响应曲线。断开控制器，使系统在手动状态下工作，人为地改变手动信号，给被控对象个阶跃输入信号。记录下响应曲线。在响应曲线最大斜率处作切线，求出等效纯滞后时间，相等效时间常数，并求出它们的比值。选择控制度。根据所求得的值，得出采样周期比例系数积分时间常数和微分时间常数。投入运行，观察控制效果，适当修正参数，直到满意。以上是几种参数的整定方法，比较繁琐。现在随着计算机技术的发展，利用人工智能的方法将操作人员的调整经验作为知识存入计算机中，根据实际情况，计算机能自动调整参数。届电气工程与自动化专业毕业设计论文第章模糊控制器设计模糊控制器的设计模糊控制器是应用模糊数学知识，模拟人的思维方法，把人用自然语言描述的控制策略改造成模糊控制规则，由模糊控制规则构造出模糊关系，而把模糊关系作为模拟变换器，把输入输出的模糊向量按模糊推理方法处理，进而确定控制量。模糊控制器的结构在般的模糊控制系统中，考虑到模糊控制器实现的简易性和快速性，通常采用二维模糊控制器结构形式。这类控制器都是以系统误差和误差变化率为输入语句变量，基本模糊控制器构成原理图如图所示。图基本模糊控制器构成原理图图中是量化因子分别是误差误差变化率及控制量的模糊语言变量分别是与及成比例的变量，其中，，。模糊控制器的设计依据模糊控制的基本原理，基本模糊控制器设计概括起来包括如下内容精确量的模糊化建立模糊控制规则和模糊关系输出信息的决策。精确量的模糊化。过程参数的变化范围即模糊控制器输入量的实际范围称为基本论域，它是个连续域，在模糊控制中需要将语言变量的基本论域转换成指定的有限整数的离散论域。假设语言变量的实际变化范围为经过量化因子变换后的范围为。设论域取为离散论域,之间变化的变量为王天骄模糊控制器设计式按值大小，查隶属度赋值表，将其归类于模糊子集如正大负小等，模糊子集通常可作如下划分负大负中负小零正小正中正大。模糊变量的模糊集和论域确定后，需对模糊语言变量确定隶属函数，即所谓对模糊变量赋值，就是确定论域内元素对模糊语言变量的隶属度。对于同个模糊概念，确定隶属函数的方法多种多样，没有统的模式。尽管形式上不完全相同，只要反映同模糊概念，在解决和处理模糊问题中仍然殊途同归。隶属函数形式有多种，可根据实际要求来确定。在实际应用中为方便起见，常采用三角形正态形梯形。隶属度赋值表是先根据实际问题人为确定，再通过学习和实践检验逐步加以修正和完善的。建立模糊控制规则和模糊关系。模糊控制规则设计原则是当误差较大时，控制量的变化应尽力使误差迅速减小当误差较小时，除了要消除误差外，还要考虑系统的稳定性，防止系统产生不必要的超调，甚至振荡。模糊控制规则的般形式为其中是模糊子集表示被控量的设定值对其实际值的偏差所对应的模糊子集和表示偏差变化率和输出控制量的模糊子集和分别是和的模糊子集划分数目。上述模糊条件语句可归结为个模糊关系，即式如果偏差偏差变化率分别取为和，根据模糊推理合成规则，输出的控制量是模糊子集，那么式输出信息的模糊决策。模糊控制器的输出是模糊子集，它反映控制语言的不同取值的种组合。但被控对象只能接受个精确的控制量，因此需要从输届电气工程与自动化专业毕业设计论文出的模糊子集中判决出个控制量，将模糊量转化为精确量，也就是说推导出个由模糊子集到普通集合的映射，这个映射称之为判决。现在的解模糊判决方法通常有以下三种最大隶属度法取中位数法隶属度加权平均法等。最大隶属度法是直接选择模糊子集中隶属度最大的元素或该模糊子集隶属度最大处的真值作为控制量。它能突出主要信息，计算简单，但丢失了很多次要的信息，比较粗糙，适应于控制性能要求般的控制系统。论域上把隶属函数曲线与横坐标围成的面积平分为两部分的元素称为模糊集的中位数。中位数法就是把模糊集中位数作为系统控制量。与最大隶属度法相比教，中位数法概括了更多的信息，但计算复杂，特别是在连续隶属函数时，需求解积分方程，因此应用场合比加权平均法少。加权平均法是模糊控制系统中应用极为广泛的种判决方法。这方法有三种形式，即普通加权平均法，权系数加权平均法和加权平均法。普通加权平均法设模糊集，取各隶属度为加权系数，则控制量由下式决定式权系数加权平均法式其中权系数的选择应根据实际情况来选定。对模糊控制来说，要改善系统的响应特性，选取和调整有关的权系数是关键。加权平均法式王天骄模糊控制器设计届电气工程与自动化专业毕业设计论文模糊控制器工作流程图在线运行过程中，控制系统通过对模糊逻辑规则的结果处理查表和运算，完成对参数的在线自校正。其工作流程如图所示。图模糊控制器工作流程图本章小结本章基于模糊和控制原理结合模糊控制器结构图给出了模糊控制器的具体实现方法，利用模糊控制规则在线对参数进行修改。其基本设计思想是将模糊决策理论和控制结合起来，发挥两者的优点，满足不同时刻的和对参数自整定的要求。并给出了参数调整的规则模糊规则和模糊控制器的工作流程图。王天骄模糊控制器设计第章结论本文主要设计了模糊控制器控制系统，给出了参数处理的方法控制流程。通过本课题的设计可以得出以下结论在整个过渡过程中，起始阶段的控制调整尤其重要，因而，必须重点设计好的模糊控制规则系统接近稳态时，调节系数必须具有定的数值，以保证系统能够尽快进入稳态，同时，使系统在稳态时具有定的抗干扰能力本课题将模糊自适应控制三者结合起来，给出了模糊控制器的具体实现方法，利用模糊控制规则在线对参数进行修改。其基本设计思想是将模糊决策理论和控制结合起来，发挥两者的优点，满足不同时刻的和对参数自整定的要求。并以此为理论基础设计了灵活性较高的智能控制器。使控制器具有了模糊控制和控制的优点，并克服了模糊控制和控制的缺陷。届电气工程与自动化专业毕业设计论文致谢感谢我的殷时蓉老师，在做毕业设计期间的辅导。她让我少走弯路，解决了许多遇到的问题，学到了很多知识。老师对待学问的严谨态度和敬业精神将是我生的榜样，激励我前行。感谢很多同学在做毕业设计期间提供的帮助。感谢所有在我求学的路上帮助过我关心我的人,王天骄模糊控制器设计参考文献姜学军刘新国李晓静编著计算机控制技术版北京清华大学出版社，于海生等编著计算机控制技术北京机械工业出版社，韦巍编智能控制技术北京机械工业出版社，诸静编著模糊控制理论与系统原理北京机械工业出版社，郑阿奇曹戈编著实用教程版北京电子工业出版社，曾光奇胡均安王东刘春玲编著模糊控制理论与工程应用武汉华中科技大学出版社，张静等编著在控制系统中的应用北京电子工业出版社，孙增圻张再兴邓志东编著智能控制理论与技术北京清华大学出版社，陶永华编著新型控制及其应用北京机械工业出版社，张化光何希勤编著模糊自适应控制理论及其应用北京北京航空航天大学出版社,李卓编著基于模糊推理的自调整控制器控制理论与应用,加权平均法比中位数法具有更好的性能，而中位数法的动态性能要优于加权平均法，静态性能则略逊于加权平均法。在实际应用中，究竟采用何种方法不能概而论，应视具体情况而定。模糊控制器设计模糊控制器结构模糊控制器是在般控制系统的基础上，加上个模糊控制规则环节，利用模糊控制规则在线对参数进行修改的种自适应控制系统。它以误差和误差变化作为输入，可以满足不同时刻的和对参数自整定的要求。它将模糊控制和控制器两者结合起来，扬长避短，既具有模糊控制灵活而适应性强的优点，又具有控制精度高的特点，对复杂控制系统和高精度伺服系统具有良好的控制效果，结构如图。图模糊控制器结构图图中，分别为给定输入输出，为误差和误差变化。用于调整控制器的模糊控制输出它们分别调整控制器的比例积分和微分。参数模糊自整定是找出个参数与和之间的模糊关系，在允许中通过不断检测和，根据模糊控制原理来对个参数进行修改，以满足不同和时对控制参数的不同要求，而使被控对象有良好的动静态性能。模糊控制器算法控制算法式届电气工程与自动化专业毕业设计论文为数字运算的采样周期为积分时间常数为微分时间常数偏差偏差偏差比例项积分项微分项误差当前测量值目标值误差变化率本次误差上次误差比例带模糊控制器的设计常规控制器无法实现参数的在线调整，为此在常规的基础上加设模糊参数自整定控制器，使其根据系统的偏差的大小方向以及变化趋势等特征，通过推理作出相应决策，自动的在线调整的三个参数，以便达到更加满意的控制效果的目的。模糊控制器主要包括模糊参数整定器和变参数控制器两部分。参数设定模糊参数整定器有两个输入量偏差和偏差变化率有三个输出量参数。设在偏差论域和偏差变化论域上及参数分别定义了个模糊子集正大,正中,正小,零,负小,负中,负大，采用归化论域。为了计算机处理和实现的方便，输入偏差和偏差变化率和输出隶属度函数均采用线性函数。涉及模糊偏差和偏差变化率和的论域所对应的模糊语言变量的隶属度函数分别如图图图所示。图输入变量图输入变量图输出变量模糊参数整定器根据偏差和偏差变化率得到了三个调整值王天骄模糊控制器设计。在变参数控制器中，如何调整其三个参数的变化规则如下。参数调整规则在偏差比较大时,为使尽快消除偏差，提高响应速度，同时为了避免系统响应出现超调，取大值,取零在偏差比较小时，为继续减小偏差，并防止超调过大产生振荡稳定性变坏，值要减小，取小值在偏差很小时，为消除静差，克服超调，使系统尽快稳定,值继续减小，值不变或稍取大。当偏差与偏差变化率同号时，被控量是朝偏离既定值方向变化。因此，当被控量接近定值时,反号的比列作用阻碍积