《表2 自适应调整模糊规则》

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《基于Smith预估器的自适应模糊PID在电缆线径控制系统中的应用》

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为使控制器具有一定自适应性，需要对控制器进行实时调整。调整模糊控制器的方法有很多种，控制规则的调整对系统性能影响较大，且不易实现；隶属度函数调整影响相对较小，但需要丰富的专家经验。因此，本文采用便于实现、效果明显[13]的可调参数调整。所设计的控制系统结构有Ke、Kec、α、β共4个可调参数。传统模糊控制器中参数Ke是由误差的取值范围和其论域范围的比例关系决定的，Kec同理。这里将二者设计为可调参数，用来调整误差及其变化的语言值，Ke、Kec增大，误差及其变化的语言值也增大，控制作用增强；反之减弱，相当于间接调整了模糊规则。权系数α、β用来调节比例、微分和积分作用。这个简化的模糊PID控制器可看做是在常规PD控制的基础上并联1个积分环节。通过调整α、β两个参数，控制器可实现PD、PI和混合PID功能。本文中虽设计了4个可调参数，但并不需要全部都做调整。由模糊推理后控制器的输入输出关系可知，β和Ke决定积分系数，α和Kec决定微分系数，比例系数由4个可调参数共同决定[14]，因此本文各选其一，通过调整β和Kec来研究系统的自适应能力。通过结合2阶纯滞后系统的阶跃响应曲线分析积分和微分环节的作用，得到误差和误差变化不同时β和Kec的调整规律，进而得到自适应调整模糊规则，见表2。