本文探讨了基于Matlab环境下的模糊自整定PID控制器仿真研究。模糊自整定PID控制器是基于传统PID控制器的一种改进，它结合了模糊逻辑控制的优点，通过模糊推理系统来实时调整PID参数，以适应不同控制环境和提高控制精度。
在研究中，系统误差e和误差变化率ec被定义为模糊集上的论域，对应模糊集中的元素表示为负大(NB)、负中(NM)、负小(NS)、零(O)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)。通过这些模糊集元素，构建了一个双输入（e和ec）三输出（PID控制器的三个参数kp、ki和kd）的模糊控制器，命名为fuzzpid.fis。
在Matlab环境下，通过运行fuzzy命令，可以进入模糊逻辑工具箱仿真环境，在这个环境中可以构建fis型文件，并保存为模糊PID.fis。在Matlab命令窗口中键入Fuzzy，将会出现一个FIS Editor窗口，在这个窗口中可以进行模糊控制器的编辑工作。在Edit菜单下确定输入、输出，并双击每个图标进行编辑。在File菜单下选择控制器类型为Mamdani型，使用Edit菜单下的rules来编辑模糊规则。文中提到，取与(and)的方法为min，或(or)的方法为max，模糊决策采用Mamdani型推理演法，解模糊化采用重心法(centroid)。
仿真实例中，作者设定了被控对象G(s)的传递函数，并利用Matlab的FuzzyToolbox工具箱构造了e、ec双输入，kp、ki和kd三输出的模糊控制系统。仿真实验通过示波器对比了常规PID控制器和参数自整定PID模糊控制器的控制效果，结果表明模糊自整定PID控制器具有精度高、超调小、动态性能好的优点。
模糊自整定PID控制器的实现原理是通过计算当前系统误差e和误差变化率ec，并利用模糊推理系统(FIS)查询模糊矩阵表进行参数调整。该方法的实现简单、方便易用，并对实际控制有重要的指导意义。模糊控制的优点是动态响应快、超调量小，而PID控制具有精度高、鲁棒性强的特点。将模糊PID控制算法与Matlab结合，利用模糊逻辑工具箱设计模糊控制器，方便地修改输入输出的论域、模糊子集、隶属度函数及模糊控制规则等，从而提高了控制质量。
此外，模糊PID控制算法与Matlab结合在一起，可以利用Matlab强大的仿真功能，在Simulink环境中非常直观地构建各种复杂的模糊PID控制系统，观察其控制效果。这为实际控制系统的分析、设计与调试提供了重要的理论参考依据。通过实验验证，模糊自整定PID控制器确实能够在不同工况下进行有效的参数调整，提高控制系统的性能。
本文还引用了多篇参考文献，包括《先进控制技术及其应用》、《先进PID控制及其Matlab仿真》和《新型PID控制及其应用》，这些参考文献为本文的研究提供了理论支持和技术参考。
