MATLAB模糊-PID的电锅炉温度控制及仿真+文献综述(14)
同理，将KD和KI的在模糊论域上也划为7个档次，从而能够得KD={-0.3，-0.2，-0.1,0，+0.1，+0.2，+0.3 }以及KI={-0.06，-0.04，-0.02，0，+0.02，+0.04,+0.06}。
(2)模糊控制器的规则设计
模糊控制规则库由一系列“IF一THEN”型的模糊条件句所构成。条件句的前提部分为输入和状态，而结论部分为控制变量。模糊控制规则是基于手动控制策略而建立的，而手动控制策略又是人们通过学习、试验以及长期经验积累逐渐形成的，存储在操作者或专家中的一种技术知识集合。模糊控制规则的生成大致有以下四种方法，即
①根据专家经验或过程控制知识生成模糊规则;
②根据过程模糊型生成控制规则;
③根据对手工控制操作的系统观察和测量生成控制规则;
④根据学习算法生成控制规则。
PID参数模糊自整定是找出PID三个参数与电锅炉温度偏差和温度偏差变化之间的模糊关系，在运行中通过不断检测温度偏差和计算偏差的变化，根据模糊控制原理来对3个参数进行在线修改，以满足不同温度设定和温度偏差及偏差变化时对控制参数的不同要求，从而使被控对象有良好的动、静态性能。从系统温度控制的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面来考虑，KP，KI，KD的作用如下：
①比例系数KP的作用是加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。KP越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但容易产生超调，甚至会导致系统不稳定。KP取值过小，则会降低调节精度，使响应速度缓慢，从而延长调节时间，使系统静态、动态特性变坏。
②积分作用系数KI的作用是消除系统的稳态误差。KI越大，系统的静态误差消除越快，但KI过大，在响应过程的初期会产生积分饱和现象，从而引起响应过程的较大超调。若KI过小，将使系统静态误差难以消除，影响系统的调节精度。
③微分作用系统KD的作用是改善系统温度相应的动态特性，其作用主要是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化，对偏差变化进行提前预报。但KD过大，会使响应过程提前制动，从而延长调节时间，而且会降低系统的抗干扰性能。
由以往的经验和温度控制的特殊性得知PID控制KP,KI , KD参数调整有如下的规律:
①当温度偏差|e|较大时，为了加快温度控制的响应速度，应取较大的KP同时为了避免由于开始时温度偏差e的瞬时变大可能出现的微分过饱和而使控制作用超出许可的范围，导致超调的发生，应取较小的KP，同时为了防止系统响应出现较大的超调，产生积分饱和，对积分作用加以限制，通常取KP=0即去掉积分作用。
②当温度偏差|e|和偏差变化|ec|处于中等大小时，为使系统响应具有较小的超调，KP应取得小些，KI和KD取值要适当，这时KD的取值对系统响应的影响较大。
③当|e|较小即接近于设定值时，为使系统有良好的稳态性能，KP和KI均取大些。同时为了避免系统在设定值附近出现振荡，并考虑系统的抗干扰性能，一般是当|ec|较小时，KD可大些;当|ec|较大时，KD取小些。
④偏差变化量|ec|的物理意义是表明温度偏差变化的快慢速率，|ec|值越大， KP的取值越小，KI取值越大 。
根据以上已有的PID调节规律，结合本设计中实际电阻炉温度对象的控制特
点，分别建立了如下针对△KP,△KI,△KD三个参数整定的控制规则表.
表3.7 模糊变量△Kp的模糊规则表
E EC
NB NM NS 0 PS PM PB
NB PB PB PM PM PS 0 0