MATLAB模糊-PID的电锅炉温度控制及仿真+文献综述(11)
规则4：如果误差e是NB，且误差变化ec是NS，则控制U为PB；
当误差e为负小或零时，主要矛盾转化为系统的稳定性问题了。为了防止超调过大并使系统尽快稳定，就要根据误差的变化de来确定控制量的变化。若de为正，表明误差有减少的趋势，即有如下控制规则：
规则5： 如果误差e是NS，且误差变化ec是ZE，则控制U为PB；
规则6： 如果误差e是NS，且误差变化ec是PS，则控制U为ZE；
规则7： 如果误差e是NS，且误差变化ec是PB，则控制U为NS；
规则8： 如果误差e是ZE，且误差变化ec是ZE，则控制U为ZE；
规则9： 如果误差e是ZE，且误差变化ec是PS，则控制U为NS；
规则10：如果误差e是ZE，且误差变化ec是PB，则控制U为NB；
当误差变化de为负时，偏差有增大的趋势，这时应使控制量增加，防止偏差进一步加大。因此有控制规则：
规则11： 如果误差e是NS，且误差变化ec是NS，则控制U为PS；
规则12： 如果误差e是NS，且误差变化ec是NB，则控制U为PB；
规则13： 如果误差e是ZE，且误差变化ec是NS，则控制U为PS；
规则14： 如果误差e是ZE，且误差变化ec是NB，则控制U为PB；
根据系统工作的特点，当误差e和误差ec同时变号时，控制量的变化也应变号。这样就可以得出剩余的9条规则。
表3.3 模糊控制规则表
U
E
EC NB NS ZE PS PB
NB * PB PB PS NB
NS PB PS PS ZE NB
ZE PB PS ZE NS NB
PS PB ZE NS NS NB
PB PB NS NB NB *
3.3 电锅炉模糊PID控制
但是由于模糊控制的积分效果较差，静态控制效果不是很理想。如果可以将模糊控制和PID结合起来，兼顾模糊控制的鲁棒性和PID控制的高精度，就能达到很好的控制效果 。
目前模糊PID控制器有多种结构形式，但工作原理基本一致。人们运用模学的基本原理和方法，把规则的条件、操作用模糊集表示，并把这些模糊控制规则以及其有关信息作为知识存入计算机的知识库中，然后计算机根据系统的实时响应情况运用模糊推理，即可自动实现对PID参数的最佳调整，构成模糊自整PID控制器。
自整定模糊PID控制是在PID算法的基础上，通过计算当前系统的误差e和误差变化率ec，利用模糊规则进行模糊推理，查询模糊矩阵表进行参数的整定。因此模糊自整定PID控制器设计的核心是总结工程设计人员的技术知识实际操作经验，建立合适的模糊控制规则表，得到针对KP，KI，KD三个参数分别整定的模糊控制表。
基于以上相关的理论研究和分析，我们总结出模糊PID控制器的设计分为如下部分:
(l)确定模糊PID控制器的输入和输出变量。模糊控制器的输入变量通常取误差E和误差的变化EC，构成二文模糊PD控制器，输出变量一般选择控制量的增量。模糊PID控制系统中控制量通常是KP，KI，KD，取其增量△KP, △Ki, △Kd为输出量。
(2)根据输入输出变量的变化范围，确定它们的量化等级、量化因子、比例因子。在每个变量的量化论域内定义模糊子集。首先确定模糊子集个数，确定每个模糊子集的语言变量，然后为各语言变量选择合适的隶属度函数。