电机仿真系列-基于模糊PID的直流电机Simulink模型

直流电动机具有启动转矩大、控制性能优等特点。

目前直流电机多采用传统的PID控制，PID控制是最早发展起来的控制策略之一。由于其具有算法简单、鲁棒性好和可靠性高等优点，被广泛应用于工业过程控制中。但PID控制适合于可建立精确数学模型的确定性控制系统。

但实际的工业过程控制系统中存在很多非线性或时变的不确定因素，使得PID控制器的参数整定过程繁琐。控制效果也因此而受影响。近些年来。随着现代控制理论、智能控制和计算机技术的飞速发展。出现了很多新型的控制系统。模糊控制就是其中之一。本期带来基于模糊PID的直流电机Simulink模型的搭建。

1、模糊控制

模糊控制作为目前最具实际意义的智能控制方法之一，以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础。实现一步模糊控制算法的过程：获取被控制量的精确值。将此量与给定值比较得到误差信号，一般选误差信号作为模糊控制器的一个输入量。把误差信号的精确量进行模糊化变成模糊量。误差的模糊量可用相应的模糊语言表示，得到误差的模糊语言集合的一个子集（一个模糊矢量），再由误差和模糊控制规则（模糊算子）根据推理的合成规则进行模糊决策，得到模糊控制量。

2、基于模糊控制的转速调节器设计

直流电机控制系统中，外环转速调节器采用模糊PID控制器．内环电流调节器依然采用传统PID控制器。从理论上讲．模糊控制器的维数越高。控制越精密。但是维数越高。模糊控制规则变得过于复杂，控制算法的实现相当困难。这是目前广泛应用二维模糊控制器的原因所在。

模糊控制输出量确定的过程：

①确定输入与输出变量的模糊子集和论域及其隶属度：

②设计模糊推理关系，确定模糊控制规则，以明确模糊关系矩阵：

③模糊决策，确定输出量在其论域上的模糊矢量：

④模糊判决，即将控制量去模糊化，得到确定的输出变量。进而得到相应的控制表。

代码：