基于模糊控制的PID设计（simulink仿真）

1目的

主要是学习在一个控制系统中，PID控制和模糊控制PID的比较

2使用软件

matlab和simulink

3实验过程

3.1首先创立模糊控制器

在matlab界面命令行窗口输入fuzzy，然后弹出模糊控制器。

接下来需要设置的是输入和输出的数量（edit-add variable-input/output），以及更改名字name

双击FIS Variables的每一个模块，然后分别更改论域range（输入是【-8 8】，输出是【-10 10】），增加语言值个数（先清空原有的edit-remove all mfs，然后添加所需要的数量edit-add mfs，可以改数量和函数类型 ）

接下来就是制定模糊规则，双击图一的中间白色部分（mhkzq，正常情况是Untitled），然后制定规则，弄完之后点击close退出，然后保存文件到电脑（file-export-to file），让控制器保存到工作区（file-export-to workspace）

3.2在simulink仿真

同时监测了三种控制过程（传统传函，pid控制传函，模糊+pid控制传函）。

注意的是在库中导入模糊控制器（fuzzy）后，要双击他，把名字改成你上面保存的模糊控制器名字。

仿真结果图像

4实验分析

可以看出，原本的传函（黄色曲线）：超调明显，持续多次小幅度震荡，收敛慢，稳态误差较大

引入pid控制（蓝色曲线）：相应速度最快（瞬间冲到1），峰值时间远小于另外两条，无稳态误差，缺点是有一定的超调，动态平稳性不如模糊控制

模糊控制器（橙色曲线）：响应速度慢于其他两条，牺牲一点响应时间，换来极佳的动态平稳特性，无超调，无震荡，稳态最终收敛于1

结论：最求极致响应，允许小幅度超调，选用pid

被控对象不允许超调，要求平稳无波动（如液位，温度），选模糊pid