【精品课设】经典PID与专家PID控制的对比与分析(二)

2024-01-19 00:50

本文主要是介绍【精品课设】经典PID与专家PID控制的对比与分析(二),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

【精品课设】经典PID与专家PID控制的对比与分析(二)

目录

  • 【精品课设】经典PID与专家PID控制的对比与分析(二)
    • 1经典PID控制的设计与仿真
      • 1.1 被控对象传递函数的设计
      • 1.2 经典PID控制的仿真
    • 2专家PID控制的设计
      • 2.1 专家PID控制律的设计
      • 2.2 专家PID控制的仿真结果
    • 3仿真对比与分析


写在前面-研究背景:

 1.本代码基于MATLAB2019a版本,低版本或者不同版本可能会报错,mdl文件或slx文件打开可能会失败;
 2.如果运行时间过长,请观察设置参数是否一致。
 3.本博客附上算法运行图并详细介绍,如果转载请注明出处;
 4.如果本博客恰巧与您的研究有所关联,欢迎您的咨询qq1366196286


1经典PID控制的设计与仿真

   经典PID控制的设计与仿真可参照上一篇博客,【精品课设】经典PID与模糊PID控制的对比与分析(一)

1.1 被控对象传递函数的设计

   被控对象的传递函数为:

在这里插入图片描述

1.2 经典PID控制的仿真

Traditional_PID.m

clc,
close all;
clear all; %#ok<CLALL>
warning off;rin = 1.0; % 设定系统的参考输入量-单位阶跃响应
ts=0.001; %设置系统采样的时间--运行时间1.0ssys=tf(5.235e005,[1, 87.35, 1.047e004, 0]); %设置被控对象的传递函数dsys=c2d(sys,ts,'tustin');    %离散化处理-Z域
[num,den]=tfdata(dsys,'v');u_1=0.0;u_2=0.0;u_3=0.0; % 系统初始值的0初始化
y_1=0;y_2=0;y_3=0;x=[0,0,0]';  %中间变量的初始化
e_1=0; %对误差的初始化
ec_1=0;%% 未进行整定
kp0=0.90; % PID控制参数的大小
ki0=0.05;
kd0=0.2;% 对系统进行建模
for k=1:1:1000time(k)=k*ts;
% r(k)=sign(sin(2*pi*k*ts)); %%脉冲输入
r(k)=rin; %%单位阶跃输入u(k)=kp0*x(1)+ki0*x(2)+kd0*x(3);% if k==300     % Adding disturbance(1.0v at time 0.3s)施加干扰量
%    u(k)=u(k)+1.0;
% endy(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2-den(4)*y_3+num(1)*u(k)+num(2)*u_1+num(3)*u_2+num(4)*u_3;
e(k)=r(k)-y(k);
%%%%%%%%%%%%%%Return of PID parameters%%%%%%%%%%%%%%%u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k);y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=y(k);x(1)=e(k);            % Calculating Px(2)=e(k)-e_1;        % Calculating Dx(3)=x(3)+e(k)*ts;    % Calculating Iec_1=x(2);e_2=e_1;e_1=e(k);
end
%% 绘制响应输出
clf,
figure(1);
plot(time,r,'b',time,y,'r');
xlabel('time(s)');ylabel('rin,yout');

程序运行结果图如下:
在这里插入图片描述


2专家PID控制的设计

2.1 专家PID控制律的设计

   专家系统主要由知识库和推理机构成,专家系统的结构如图1所示。

在这里插入图片描述
图1 专家系统的结构图

   专家PID控制实质是:基于受控对象和控制规律的各种知识,无须知道被控对象的精确模型,利用专家经验来设计PID参数。专家PID控制是一种直接型专家控制器。其中,直接型专家控制器,如图2所示。

在这里插入图片描述
图2 直接型专家控制器的结构图

   具体实现过程可参照《智能控制》书中P12-P13页。

在这里插入图片描述

2.2 专家PID控制的仿真结果

在这里插入图片描述
图3 PID控制阶跃响应的输出曲线

在这里插入图片描述
图4 误差响应曲线


3仿真对比与分析

  将专家PID控制与传统PID控制的输出响应进行对比,可得:

在这里插入图片描述

  将专家PID控制、模糊PID控制与传统PID控制的输出响应进行对比,可得:

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述


在这里插入图片描述

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