基于FPGA的溫度模糊自適應(yīng)PID控制器的設(shè)計

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2011年01月04日

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溫度是工業(yè)生產(chǎn)過程中一個主要的被控參數(shù)。目前，大多采用常規(guī)PID控制器實現(xiàn)對溫度的控制。PID控制器具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)且魯棒性好、可靠性高等優(yōu)點，對可建立數(shù)學(xué)模型的定常系統(tǒng)具有很好的控制效果，但由于實際溫度控制系統(tǒng)工況復(fù)雜、參數(shù)多變、大慣性、大滯后，常規(guī)PID控制器難以對其高精度進(jìn)行控制。模糊控制魯棒性強(qiáng)，無需被控對象的數(shù)學(xué)模型，只依賴于操作人員的經(jīng)驗知識及操作數(shù)據(jù)，非常適用于控制非線性、時變和滯后系統(tǒng)，但其靜態(tài)性能較差，因此應(yīng)用范圍受很大限制。針對這些問題，這里提出一種基于FPGA的溫度模糊自適應(yīng)PID控制器設(shè)計方案，該方案將傳統(tǒng)PID控制與現(xiàn)代模糊控制相結(jié)合，應(yīng)用模糊推理方法實現(xiàn)對PID參數(shù)的自動整定。由此，經(jīng)MATLAB仿真驗證該控制算法的可行性，將其應(yīng)用于恒溫箱的溫度控制。該控制器對恒溫箱控制系統(tǒng)的控制效果明顯優(yōu)于常規(guī)PID控制器。

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