模糊PID控制中模糊控制规则的获取方法
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摘要
随着现代工业过程的不断复杂化,实际生产过程中的非线性、不确定性和复杂性的增加,传统的PID控制器已经不能满足我们的实际要求,因此我们力图将近些年发展起来的一些先进的智能控制方法,应用到PID控制领域当中。
近年来,模糊控制已成为智能自动控制研究中最为活跃,又富有成果的领域。其中模糊PID控制技术扮演了十分重要的角色,并仍将成为未来研究与应用的重点技术之一。
显然,在模糊PID控制过程中,模糊控制规则的提取是关键和难点。目前,由于现场采集数据困难、存在误差等原因,多数模糊控制规则是靠设计者或研究者在先验知识和实践经验基础上通过分析、归纳和总结等方法推导出的,具有不完整和主观性强等缺点,同时这种推导和提取模糊控制规则的过程对于一般的工程技术人员难度较大,因此,设计一种提取模糊控制规则的通用方法是非常有意义的。本文就对此问题进行研究。
Along with the complication of modern industrial process, and theincrease of nonlinearity, uncertainty and complexity during thepractical production processes, the conventional PID controller canno longer meet our requirement,therefore, some advanced intelligentcontrol methods developed in recent years have been applied in thePID control field.
Fuzzy control has become the most active and fruitful field inthe study ofIntelligent Automatic Control ,in which Fuzzy PID controlnot only plays a veryimportant role, but also will be one of maintechnology in future research and applications.
Clearly, in the Fuzzy PID control process, the extraction ofFuzzy control rules is the key and difficult problem.At present, dueto difficulties in field data collection,existence of errors andother reasons,most of fuzzy control rules are by the designer orresearcher on the basis of the prior knowledge and practicalexperience through analysis, synthesis and summary methods derivedwith weaknesses of incompleteness and strong subjectivity,at the sametime, the derivation and extraction process of Fuzzy control rules ingeneral engineering and technical personnel are moredifficult,Therefore, the design of a common fuzzy control ruleextraction method is very meaningful.In this paper, to study theissue.
近年来,模糊控制已成为智能自动控制研究中最为活跃,又富有成果的领域。其中模糊PID控制技术扮演了十分重要的角色,并仍将成为未来研究与应用的重点技术之一。
显然,在模糊PID控制过程中,模糊控制规则的提取是关键和难点。目前,由于现场采集数据困难、存在误差等原因,多数模糊控制规则是靠设计者或研究者在先验知识和实践经验基础上通过分析、归纳和总结等方法推导出的,具有不完整和主观性强等缺点,同时这种推导和提取模糊控制规则的过程对于一般的工程技术人员难度较大,因此,设计一种提取模糊控制规则的通用方法是非常有意义的。本文就对此问题进行研究。
Along with the complication of modern industrial process, and theincrease of nonlinearity, uncertainty and complexity during thepractical production processes, the conventional PID controller canno longer meet our requirement,therefore, some advanced intelligentcontrol methods developed in recent years have been applied in thePID control field.
Fuzzy control has become the most active and fruitful field inthe study ofIntelligent Automatic Control ,in which Fuzzy PID controlnot only plays a veryimportant role, but also will be one of maintechnology in future research and applications.
Clearly, in the Fuzzy PID control process, the extraction ofFuzzy control rules is the key and difficult problem.At present, dueto difficulties in field data collection,existence of errors andother reasons,most of fuzzy control rules are by the designer orresearcher on the basis of the prior knowledge and practicalexperience through analysis, synthesis and summary methods derivedwith weaknesses of incompleteness and strong subjectivity,at the sametime, the derivation and extraction process of Fuzzy control rules ingeneral engineering and technical personnel are moredifficult,Therefore, the design of a common fuzzy control ruleextraction method is very meaningful.In this paper, to study theissue.
引文
[1]肖宏峰,粱丰,谭冠政.一种新的模糊PID控制器的优化及其仿真研究[J].计算机仿真,2003,(04).
[2]杨世勇,徐莉苹,王培进.单级倒立摆的PID控制研究[J].控制工程, 2007,(S1).
[3]王良顺,尹平林,代鄂东.基于倒立摆的一种控制器的设计与仿真[J].计算技术与自动化, 2006,(01).
[4]陈志强,芮延年,陈冶湘.城市路口交通灯多级智能控制方法的研究[J].江苏电器,2007,(05).
[5]耿瑞.基于MATLAB的自适应模糊PID控制系统计算机仿真[J].信息技术, 2007,(01).
[6]邓璐娟,张侃谕,龚幼民,陈春宏.温室环境多级控制系统及优化目标值设定的初步研究[J].农业工程学报, 2005,(05).
[7]王彪,唐超颖,沈春林.利用遗传算法进行PID参数寻优的倒立摆控制系统[J].计算机测量与控制, 2004,(12).
[8]钱富才,高振斌,刘丁.双线性系统多目标控制问题研究[J].自动化学报, 2007,(08).
[9]李春香,钟碧良,毛宗源.基于神经网络实现的PID控制器[J]石油化工高等学校学报,1999,(02) .
[10]黄琦兰,王知谟.一种自适应PID控制器的控制算法[J]天津城市建设学院学报,1997,(01) .
[11]侯北平,卢佩,付连昆.自适应模糊PID控制器的设计及基于MATLAB的计算机仿真[J]天津轻工业学院学报, 2001,(04) .
[12]张鹏,刘勇.转炉煤气步进式加热炉及其特点[J]冶金设备, 2002,(01) .
[12]谢家宋.高效蓄热式加热炉的应用与实践[J]轧钢, 2001,(01) .
[13]谢书明,柴天佑.一种参数自适应模糊PID控制器[J]信息与控制, 1998,(04) .
[14]王化祥,孙金刚,陈磊.一种新型模糊PID调节器的设计[J]自动化仪表, 2000,(05) .
[15]王文杰.模糊控制理论在温度控制中的应用[J]西北纺织工学院学报, 1995,(02) .
[16]姚国年,翟唤春,王丽娟.双模控制在动态控温系统中的应用[J]仪表技术与传感器,1999,(04) .
[17]刘晓莉,张曙光,周少武,章兢.模糊自校正控制在加热炉温度控制中的应用[J]湘潭矿业学院学报, 2001,(03) .
[18]柴天佑,王中杰,王伟.加热炉控制技术的回顾与展望[J]冶金自动化, 1998,(05) .
[19]罗海福,毛义梅,张晶.一种参数自适应模糊PID控制器的设计与仿真[J]自动化与仪器仪表, 2001,(03) .
[20]张清华.一种可调整模糊强度的FUZZY-PID控制器[J]自动化与仪表, 2000,(06) .
[21]王海峰,高岩. PID控制器的模糊增益调整及在电阻炉温控制系统中的应用[J]自动化与仪器仪表, 2003,(02) .
[22]施青平.遗传算法在模糊控制规则优化中的应用[J]武汉理工大学学报(信息与管理工程版), 2002,(03) .
[23]郑雪梅,姜成国,冯勇.三维模糊PID控制器的一种简化[J]自动化技术与应用, 2001,(03) .
[24]庄健,王孙安.自调节遗传算法的研究[J]系统仿真学报, 2003,(02) .
[25]邹莉华.一种基于混沌优化的模糊PID控制器设计[J]中国包装工业, 2002,(05) .
[26]范永胜,徐治皋,陈来九.基于动态特性机理分析的锅炉过热汽温自适应模糊控制系统研究[J]中国电机工程学报, 1997,(01) .
[27]刘向杰,周孝信,柴天佑.模糊控制研究的现状与新发展[J]信息与控制, 1999,(04) .
[28]李辉,韩红,韩崇昭,朱洪艳.基于遗传算法的模糊逻辑控制器优化设计[J]西安交通大学学报, 2002,(04) .
[29]刘智勇,苏琮,吴今培.纯滞后工业系统的复合模糊控制[J]自动化仪表, 1998,(05) .
[30]崔艳.智能模糊PID控制系统研究与设计[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2006,(03) .
[31]林浩.模糊PID控制器仿真研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士),2006,(12) .
[32]常晓恒.模糊自适应整定PID控制器的设计[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2004,(04) .
[33]汪璇炫.模糊PID控制在工业过程控制中的应用研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2005,(05) .
[34]李晓丹.模糊PID控制器的设计研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2006,(07) .
[35]孙林军.智能PID控制研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士),2003,(03) .
[36]宁海峰.参数模糊自整定PID控制器的研制[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2006,(12) .
[37]徐洪华.模糊PID参数自整定技术的研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2006,(11) .
[38]刘秀红.基于模糊PID控制的电阻炉炉温系统的研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2004,(04) .
[39]韩瑞珍. PID控制器参数模糊自整定研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2002,(02) .
[40]何明.工业自动化控制系统通讯网络的应用研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2009.
[41]卢娟.BP神经网络PID在三容系统中的控制研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2009.
[42]方鹏.基于模糊PID算法的中央空调温度控制系统设计[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2009.
[43]李岩.模糊PID控制在液位控制中的应用[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2008,(11).
[44]刘骞.倒立摆系统的稳定控制研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2008,(11).
[45]简珣.模糊PID控制在三容水箱系统控制中的应用研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2007,(11).
[46]柳贺.模糊免疫自适应PID控制在恒张力控制中的应用[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2007,(11).
[47]许瑾.模糊控制在二级倒立摆系统中的应用研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2007,(11).
[48]麻芳义.楼宇自动化系统集成技术的研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士),2005,(04).
[49]陈学军.基于TS模糊模型的二级倒立摆系统仿真研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士),2005,(04).
[50]杨霞,任敏,于立新.模糊逻辑参数自整定PID复合控制的设计[J]沈阳工业大学学报,2002,(01).
[2]杨世勇,徐莉苹,王培进.单级倒立摆的PID控制研究[J].控制工程, 2007,(S1).
[3]王良顺,尹平林,代鄂东.基于倒立摆的一种控制器的设计与仿真[J].计算技术与自动化, 2006,(01).
[4]陈志强,芮延年,陈冶湘.城市路口交通灯多级智能控制方法的研究[J].江苏电器,2007,(05).
[5]耿瑞.基于MATLAB的自适应模糊PID控制系统计算机仿真[J].信息技术, 2007,(01).
[6]邓璐娟,张侃谕,龚幼民,陈春宏.温室环境多级控制系统及优化目标值设定的初步研究[J].农业工程学报, 2005,(05).
[7]王彪,唐超颖,沈春林.利用遗传算法进行PID参数寻优的倒立摆控制系统[J].计算机测量与控制, 2004,(12).
[8]钱富才,高振斌,刘丁.双线性系统多目标控制问题研究[J].自动化学报, 2007,(08).
[9]李春香,钟碧良,毛宗源.基于神经网络实现的PID控制器[J]石油化工高等学校学报,1999,(02) .
[10]黄琦兰,王知谟.一种自适应PID控制器的控制算法[J]天津城市建设学院学报,1997,(01) .
[11]侯北平,卢佩,付连昆.自适应模糊PID控制器的设计及基于MATLAB的计算机仿真[J]天津轻工业学院学报, 2001,(04) .
[12]张鹏,刘勇.转炉煤气步进式加热炉及其特点[J]冶金设备, 2002,(01) .
[12]谢家宋.高效蓄热式加热炉的应用与实践[J]轧钢, 2001,(01) .
[13]谢书明,柴天佑.一种参数自适应模糊PID控制器[J]信息与控制, 1998,(04) .
[14]王化祥,孙金刚,陈磊.一种新型模糊PID调节器的设计[J]自动化仪表, 2000,(05) .
[15]王文杰.模糊控制理论在温度控制中的应用[J]西北纺织工学院学报, 1995,(02) .
[16]姚国年,翟唤春,王丽娟.双模控制在动态控温系统中的应用[J]仪表技术与传感器,1999,(04) .
[17]刘晓莉,张曙光,周少武,章兢.模糊自校正控制在加热炉温度控制中的应用[J]湘潭矿业学院学报, 2001,(03) .
[18]柴天佑,王中杰,王伟.加热炉控制技术的回顾与展望[J]冶金自动化, 1998,(05) .
[19]罗海福,毛义梅,张晶.一种参数自适应模糊PID控制器的设计与仿真[J]自动化与仪器仪表, 2001,(03) .
[20]张清华.一种可调整模糊强度的FUZZY-PID控制器[J]自动化与仪表, 2000,(06) .
[21]王海峰,高岩. PID控制器的模糊增益调整及在电阻炉温控制系统中的应用[J]自动化与仪器仪表, 2003,(02) .
[22]施青平.遗传算法在模糊控制规则优化中的应用[J]武汉理工大学学报(信息与管理工程版), 2002,(03) .
[23]郑雪梅,姜成国,冯勇.三维模糊PID控制器的一种简化[J]自动化技术与应用, 2001,(03) .
[24]庄健,王孙安.自调节遗传算法的研究[J]系统仿真学报, 2003,(02) .
[25]邹莉华.一种基于混沌优化的模糊PID控制器设计[J]中国包装工业, 2002,(05) .
[26]范永胜,徐治皋,陈来九.基于动态特性机理分析的锅炉过热汽温自适应模糊控制系统研究[J]中国电机工程学报, 1997,(01) .
[27]刘向杰,周孝信,柴天佑.模糊控制研究的现状与新发展[J]信息与控制, 1999,(04) .
[28]李辉,韩红,韩崇昭,朱洪艳.基于遗传算法的模糊逻辑控制器优化设计[J]西安交通大学学报, 2002,(04) .
[29]刘智勇,苏琮,吴今培.纯滞后工业系统的复合模糊控制[J]自动化仪表, 1998,(05) .
[30]崔艳.智能模糊PID控制系统研究与设计[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2006,(03) .
[31]林浩.模糊PID控制器仿真研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士),2006,(12) .
[32]常晓恒.模糊自适应整定PID控制器的设计[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2004,(04) .
[33]汪璇炫.模糊PID控制在工业过程控制中的应用研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2005,(05) .
[34]李晓丹.模糊PID控制器的设计研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2006,(07) .
[35]孙林军.智能PID控制研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士),2003,(03) .
[36]宁海峰.参数模糊自整定PID控制器的研制[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2006,(12) .
[37]徐洪华.模糊PID参数自整定技术的研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2006,(11) .
[38]刘秀红.基于模糊PID控制的电阻炉炉温系统的研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2004,(04) .
[39]韩瑞珍. PID控制器参数模糊自整定研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士), 2002,(02) .
[40]何明.工业自动化控制系统通讯网络的应用研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2009.
[41]卢娟.BP神经网络PID在三容系统中的控制研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2009.
[42]方鹏.基于模糊PID算法的中央空调温度控制系统设计[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2009.
[43]李岩.模糊PID控制在液位控制中的应用[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2008,(11).
[44]刘骞.倒立摆系统的稳定控制研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2008,(11).
[45]简珣.模糊PID控制在三容水箱系统控制中的应用研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2007,(11).
[46]柳贺.模糊免疫自适应PID控制在恒张力控制中的应用[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2007,(11).
[47]许瑾.模糊控制在二级倒立摆系统中的应用研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2007,(11).
[48]麻芳义.楼宇自动化系统集成技术的研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士),2005,(04).
[49]陈学军.基于TS模糊模型的二级倒立摆系统仿真研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士),2005,(04).
[50]杨霞,任敏,于立新.模糊逻辑参数自整定PID复合控制的设计[J]沈阳工业大学学报,2002,(01).