模糊pid的理解

2021-08-23 14:39:36 字數 1014 閱讀 2388

本人所做的課題是控制相關,所以想將模糊演算法應用在pid引數的調節當中,我們知道模糊控制器的設計主要包括輸入模糊化、模糊規則的建立、模糊推理、逆模糊化四個部分,下面首先介紹輸入模糊化的過程:

1.輸入模糊化

電機的輸入是乙個給定的速度,給到電機後肯定達不到理想的速度,所以就存在著誤差,誤差其實就是模糊控制器的輸入,又因為模糊控制器分為幾種,有一維的也有多維的,這裡我採用的是二維模糊控制器,輸入的假設給定變數是e和ec(分別是誤差和誤差變化率)。輸入我們知道了,我們的輸出就是kp、ki、kd三個引數,以此通過模糊控制幫我們整定kp、ki、kd的三個引數。我們現在需要定義輸入和輸出變數的範圍,然後給定乙個量化因子,把物理論域進行離散化,n=3,離散論域為n=【-3,-2,-1, 0, 1, 2, 3】 ,物理論域x裡的每個數都能在離散論域裡找到對應的數值,乙個數必定是靠近兩個範圍的,所以也就有了隸屬函式的概念,我們一般採用的是三角函式來代表變數的隸屬函式。

2.模糊規則的建立

我們都知道對於乙個單輸入單輸出的系統來言,如果輸入和輸出之間的差過大,說明控制器的效能並不良好,那我們肯定要重新調節我們的控制器,這是在日常生活中最常見的規則。為了更好的說明下面的問題,我們不妨把輸入輸出都分為以下七個等級。模糊控制器的輸入是速度,若要進行恆速控制,則需要根據當前的實際速度調節電機的速度,比如輸入的速度和電機實際的速度相差為正大、那我們系統就要做出負大的判斷,以此來抵消正大的誤差。電機控制模糊pid控制器的輸入有兩個  1.實際速度與設定速度之差  2.誤差的變化率 我們對這兩者進行離散化,離散後會出現很多單一的規則,然後我們根據專家經驗或者是除錯的經驗設計好模糊規則就可以了。

3.模糊推理

當機器在運轉的時候,必然會產生誤差,我們根據當前誤差和上一刻的誤差就能得到誤差變化率。然後將兩者輸入到模糊控制器當中,我們就可以找到我們需要的輸出結果,而此時我們的輸出結果還不是乙個準確的值,所以我們需要對它經驗反模糊化,這也就是我們第四步需要做的工作。

4.反模糊化

總之,這大概就是模糊pid的一些粗略的理解,沒什麼目的,只是記錄一下,也希望對其他人一點點幫助,祝大家學習進步,工作順利,世界和平。

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