仿真結(jié)果分析

1、仿真結(jié)果分析常規(guī) PID 控制器與模糊控制器的設(shè)計及其魯棒性對比分析本次設(shè)計中采用一個PID 控制器，一個模糊控制器，一個模糊自適應(yīng)PID 控制器，進而比較各自的性能。三種模糊控制器的結(jié)構(gòu)如下圖：（ 1）已知被控對象的傳遞函數(shù)為：G (s)Ke sTs1T300, K1,100試設(shè)計常規(guī)PID 控制器和模糊控制器（至少用2 種類型的模糊控制器）分別對被控對象進行控制。通過仿真對比其控制效果并分析控制器的特點。仿真結(jié)果分析：仿真圖像說明：PID ：常規(guī) PID 控制器仿真結(jié)果Fuzzypid ：模糊自適應(yīng)PID 控制器仿真結(jié)果1 / 9仿真結(jié)果分析fuzzy ：模糊控制器仿真結(jié)果仿真結(jié)果分析：從

2、仿真圖像來看，模糊自適應(yīng)PID 的響應(yīng) 3 速度要快于其它兩類仿真器，普通 PID 的超調(diào)大于其它兩類控制器。從仿真結(jié)果來看模糊自適應(yīng)PID 控制器的魯棒性最好。模糊自適應(yīng)PID 集成了模糊控制器穩(wěn)定性和PID 控制器的快速響應(yīng)的優(yōu)點，既有自適應(yīng)性，又有好的穩(wěn)定性和快速響應(yīng)性。第二問： 當被控對象參數(shù)發(fā)生變化，a：T 減小30%，K, 不變；b:T 增大 30%，K, 不變；c： 增大 30%，K, T不變；d: T 減小 30%， 增大 30%，K不變；e: T 增大 30%， 增大 30%，K增大 30%。通過仿真對比分析控制器的魯棒性。2 / 9仿真結(jié)果分析仿真圖像說明： A ：為參照曲

3、線（ T=300,K=1,=100）； a 曲線：（ T減小 30%， K,不變 ）；b曲 線 ：（ T增大 30%， K,不變 ）c 曲 線 ：（增大 30% ， K, T不變 ）； d 曲 線 ：（ T減小 30%， 增大 30%， K不變 ）； e：曲線（ T增大 30% ， 增大 30%， K增大 30% ）仿真結(jié)果分析：從仿真結(jié)果來看模糊自適應(yīng)PID 控制器的魯棒性最好。在各項參數(shù)發(fā)生變化時，響應(yīng)速度變化不大；靜態(tài)誤差變化不大；響應(yīng)時間變化也不大。模糊自適應(yīng)PID集成了模糊控制器穩(wěn)定性和PID 控制器的快速響應(yīng)的優(yōu)點，既有自適應(yīng)性，又有好的穩(wěn)定性和快速響應(yīng)性。3 / 9仿真結(jié)果分析仿

4、真圖像說明： A ：為參照曲線（ T=300,K=1,=100）； a 曲線：（ T減小 30%， K,不變 ）；4 / 9仿真結(jié)果分析b曲 線 ：（ T增大 30%， K,不變 ）c 曲 線 ：（增大 30% ， K, T不變 ）； d 曲 線 ：（ T減小 30%， 增大 30%， K不變 ）； e：曲線（ T增大 30% ， 增大 30%， K增大 30% ）仿真結(jié)果分析：從仿真結(jié)果來看模糊控制器的魯棒性要好得多，因為它具有自適應(yīng)能力。只是當 K 值發(fā)生變化時，出現(xiàn)大的穩(wěn)態(tài)誤差。仿真結(jié)果哦顯示當K 值增加30%時仿真曲線發(fā)散。保持 K 不變時，控制器在其他參數(shù)變化時，響應(yīng)速度，響應(yīng)時間，

5、靜態(tài)誤差等都相差不大，顯示魯棒性較差。普通 PID 控制器：5 / 9仿真結(jié)果分析仿真圖像說明： A ：為參照曲線（ T=300,K=1,=100）； a 曲線：（ T減小 30%， K,不變 ）；b曲 線 ：（ T增大 30%， K,不變 ）c 曲 線 ：（增大 30% ， K, T不變 ）； d 曲 線 ：（ T減小 30%， 增大 30%， K不變 ）； e：曲線（ T增大 30% ， 增大 30%， K增大 30% ）仿真結(jié)果分析：從仿真結(jié)果來看常規(guī)PID 控制器在其控制對象參數(shù)發(fā)生變化時，其超調(diào)和響應(yīng)時間都明顯變大，因此常規(guī)PID 的魯棒性不好。第三問：6 / 9仿真結(jié)果分析仿真圖像

6、說明：曲線 a： G( s)1e 100 s(300 s 1)（ 50s+1）曲線 b： G ( s)1300s1仿真結(jié)果分析： 從仿真結(jié)果來看，模糊自適應(yīng)PID 在 a 中情況下的超調(diào)量明顯大于b 種情況的超調(diào)量。 兩種情況的穩(wěn)定時間相同，響應(yīng)速度來看 a 種和 b 中情況相差不大。 穩(wěn)態(tài)誤差：兩者的穩(wěn)態(tài)誤差相差不大，魯棒性較好。7 / 9仿真結(jié)果分析仿真圖像說明：曲線 a： G( s)1e 100 s(300 s 1)（ 50s+1）曲線 b：1G ( s)1300sa 種條件下的響應(yīng)速度與b 情分析仿真結(jié)果 ：從仿真結(jié)果來看，模糊控制器的魯棒性較好，況相差不大，其自適應(yīng)能力較強。8 / 9仿真結(jié)果分析仿真圖像說明：曲線a： G( s)1e 100 s(300 s1)（ 50s+1）曲線 b：G ( s)1300s1仿真結(jié)果分析： 仿真結(jié)果