模糊PID的實現(xiàn) - 基于的DSP的逆變電源模糊PID控制

　1.2 模糊PID的實現(xiàn)
　　DC轅AC逆變電源控制的主要是輸出電壓及頻率的準(zhǔn)確性。頻率的準(zhǔn)確性由PWM發(fā)生器決定（它是一個存貯在存儲器內(nèi)的一個正弦輸出表格），只要觸發(fā)計算準(zhǔn)確就能達(dá)到設(shè)計要求。負(fù)載的變化使輸出電流產(chǎn)生變化，對于一定脈寬輸出的DC轅AC電源來說，勢必導(dǎo)致輸出電壓的變化。因此采用模糊控制規(guī)則根據(jù)不同的渣e渣和渣ec渣，對PID控制器的參數(shù)kp、ki、kd進(jìn)行在線自整定來調(diào)節(jié)輸出電壓。模糊控制器的輸入變量是偏差絕對值渣E渣、偏差變化率絕對值渣EC渣，
　　模糊控制器的輸出是PID 控制器的比例增益系數(shù)KP、積分增益系數(shù)KI和微分增益系數(shù)KD。本文采用CRI（Compositional Rule of Inference）推理法設(shè)計模糊規(guī)則，為了在實時控制中避免關(guān)系矩陣的合成運(yùn)算，先在脫機(jī)狀態(tài)下把所有可能的輸入和輸出情況計算出來，形成一張控制表去執(zhí)行控制，控制表是以整數(shù)形式表示的，為了能產(chǎn)生控制表，在CRI推理法中把語言變量的論域轉(zhuǎn)換成有限整數(shù)的論域，本質(zhì)上是把連續(xù)論域離散后產(chǎn)生離散論域。采用式（5）可以將連續(xù)域離散化到整數(shù)論域N。

　　本文中，各語言變量的擋數(shù)均為4 擋（零、小、中、大），因此取整數(shù)論域N 為{0，1，2，3，4，5，6}。此時，如圖2所示，可取語言變量值4擋如下：
　　大（L）———取在5、6附近
　　中（M）———取在3、4附近
　　小（S）———取在1、2附近
　　零（Z）———取在0附近
　　在本文中利用CRI法推理時，控制過程是用查控制表來產(chǎn)生控制量的，在控制表中，模糊偏差量渣E渣、模糊偏差變化率渣EC渣，PID控制器的模糊比例增益系數(shù)KP、模糊積分增益系數(shù)KI和模糊微分增益系數(shù)KD都是用其對應(yīng)整數(shù)論域的元素來表示的。對于單個實時精確量利用式（5），得到的結(jié)果再四舍五入，就求出了對應(yīng)整數(shù)論域的相應(yīng)元素，從而實現(xiàn)了輸入量的模糊化。
　　

　　針對不同的e 和ec，kp，ki，kd的整定原則為：
　　1）當(dāng)渣e渣較大時，為使系統(tǒng)具有較好的跟蹤性能，應(yīng)取較大的kp與較小的kd，同時為避免系統(tǒng)響應(yīng)出現(xiàn)較大的超調(diào)，應(yīng)對積分作用加以限制，通常取ki=0。
　　2）當(dāng)渣e渣和渣ec渣中等大小時，為使系統(tǒng)具有較小的超調(diào)，kp應(yīng)取小一些，在這種情況下，kd的取值對系統(tǒng)的影響較大，應(yīng)取小一些，ki的取值要適當(dāng)。
　　3）當(dāng)渣e渣較小時，為使系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性能，kp和ki 均應(yīng)取大些，同時為避免系統(tǒng)在設(shè)定值時出現(xiàn)振蕩，并考慮系統(tǒng)抗干擾的性能，當(dāng)渣ec渣較大時，kd
　　可取小些；渣ec渣較小時kd可取得較大些。
　　根據(jù)以上整定原則和總結(jié)工程設(shè)計人員的技術(shù)知識和操作經(jīng)驗，建立了表1所列的模糊規(guī)則表。
　　

　　式中：k 為模糊控制中對模糊量進(jìn)行反模糊化時的比例因子。