【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）
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- 0研究背景
- 1经典PID控制的设计与仿真
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- 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
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- 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
0研究背景
写在前面：
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：
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1.0s
sys=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=1:1:1000
time(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;
% end
y(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 P
x(2)=e(k)-e_1; % Calculating D
x(3)=x(3)+e(k)*ts; % Calculating I
ec_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：
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。
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。
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。
2.2 专家PID控制的仿真结果
图3 PID控制阶跃响应的输出曲线
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：
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：