智能模糊自适应PID在化学反应釜温度控制系统中的应用

摘要

化学反应釜温度控制系统具有时变性、非线性、滞后性等特点,数学模型和参数难以精确得到,严重影响了温度控制的快速性和鲁棒性。为解决这些问题,设计了一种智能模糊自适应PID(Intelligent Fuzzy Adaptive PID,IFA-PID)控制算法,当误差较大时采用模糊控制,误差较小时采用微分独立模糊自适应PID(Fuzzy Adaptive PID,FA-PID)控制,通过切换函数实现两种控制方式的平滑切换,实现了2种控制方法的有机结合和优势互补。利用MATLAB的Simulink仿真工具箱建立模型,并做了传统PID、FA-PID以及IFA-PID在模型匹配及失配情况下的仿真对比实验。仿真结果表明,IFA-PID在超调量、调节时间等性能指标上都优于其他两种控制算法,具有更好的适应性和稳定性,能提高系统的品质特性和控制精度。该算法能够有效地克服模型失配和系统参数变化等情况,特别适合时变滞后非线性系统的控制。

关键词