论文研究-基于PLC的模糊自适应PID控制方法的智能控制系统 .pdf
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2019-08-26
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中国科技论文在线
基于 PLC 的模糊自适应 PID 控制方法的
智能控制系统
刘爽，刘建辉
2*
作者简介：刘爽，（1987-），女，智能控制. E-mail: ls19870516@163.com
通信联系人：刘建辉，（1948-），男，教授，计算机应用技术与系统设计
（辽宁工程技术大学电子与信息学院，辽宁 葫芦岛 125105） 5
摘要：常规的 PID 控制方法不足之处在于准确度不高、参数固定、稳定性差、无法自适应参
数调整以至于初始化、抗干扰、鲁棒性各个方面表现的比较差。尤其在过程控制中实时性要
求方面，常规的 PID 往往不能满足要求，因而基于 PLC 的模糊自适应 PID 控制方法应运而生，
解决了常规 PID 的超调大的问题，采用模糊自适应 PID 控制方法实现 PID 参数的调整，使
控制系统的响应速度快，过度过程时间大大缩短，超调量减少，震荡次数少，使其具有较强10
的鲁棒性和稳定性。
关键词：S7-300 PLC；WINCC 监控；模糊自适应 PID；过程控制
中图分类号：TP391
PLC-based fuzzy adaptive PID control method of the 15
intelligent control system
Liu Shuang, Liu Jianhui
(Electronic information engineerning ,liaoning technical University, LiaoNing HuLuDao 125105)
Abstract: The conventional PID control method shortage in the accuracy is not high, parameter
fixed, poor stability, cannot adaptive parameter adjustment that initialization, anti-jamming and 20
robustness aspects of poor performance. Especially in process control real-time demand of
conventional PID cannot meet in. Based on PLC fuzzy adaptive PID control method, solved the
conventional PID arises the overshoot the big problems, and using fuzzy adaptive PID control
method of online to realize PID parameters adjustment, the control system, fast response time
shortens greatly, excessive process overshoot decrease, concussion less number, make it has 25
stronger robustness and stability.
Keywords:
S7-300 PLC; WINCC monitoring; Fuzzy self-adaptive PID; Proeess eontrol system
0 引言
维纳教授曾说过：“人具有运用模糊概念的能力”。这清楚的指明了人脑与电脑之间的30
本质区别，模糊控制就是把人控制的思维方式和行为方式灌输给系统，让系统可以像人一样
的去控制被控对象。自动控制理论专家 L.A.Zadeh 于 1965 年在他的第一篇论文 Fuzzy Set 和
Fuzzy Algorithm 和 A Rationale for Fuzzy Control 等著名的理论中不断提出来的模糊控制理
念，为经典模糊控制器的形成奠定了基础。我国在 80 年代也开始了模糊控制的研究，1988
年 3 月王培庄教授及其博士生研制的“模糊推理及分离元件样机”，成功实现了控制倒立摆35
实验。与传统的控制方法比较，模糊控制利用人类专家控制经验，对于非线性、复杂性的控
制显示了鲁棒性好、控制性能高的优点。本文主要介绍这种优势并用 Matlab 仿真显示出这
种优势
[1]
。介绍了模糊控制器的特点，以及经典 PID 控制的特点，并且将两者结合，优势
互补，形成模糊 自适应 PID 控制，并阐明了控制器的设计原理和详细设计步骤，并将这种
方法运用到了智能控制系统中，以温度控制为代表实现了实时的对被控对象的调节和控制。 40
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