MATLAB模糊-PID的电锅炉温度控制及仿真+文献综述(16)
图 4.1 PID控制系统仿真结构图
在图中的PID模块中对三个参数进行设定，通过不断调整PID三参数，得到最佳仿真曲线，其中, KP=2，KI =0.02，KD=0.01，当定值为10时得到的仿真结果如下：
图 4.2 PID控制响应曲线
可见性能指标为：调节时间ts=400s，超调量σ%约为20%，稳态误差ess=0。、
：
4.2 电锅炉模糊控制
使用模糊控制器在Simulink中构建整个控制系统，如下图所示：
图4.3 纯模糊控制系统仿真结构框图
仿真结果如图4.10：
图4.4 纯模糊控制响应曲线
可见性能指标为：调节时间ts=200s，超调量σ%约为3%，稳态误差ess=0。
4.3 电锅炉模糊PID控制
使用模糊控制器在Simulink中构建整个控制系统，如下图所示
图4.5自整定模糊PID控制系统仿真结构图
对应的仿真曲线结果如下面各图：
图4.6 自整定模糊PID控制系统的响应曲线
由上面个图看出性能指标：调节时间ts最大约为180s，超调量σ%=0，稳态误差ess=0。
4.4 比较与总结
上个章节曾提到自整定模糊PID控制效果比较理想。本章节经过以上对PID控制、模糊控制和自整定模糊PID控制三种方案的仿真研究和分析，从下表中明显看出：
表4.1 三种控制方法的比较
调整时间 超调量 稳态误差
PID控制 400s 20% 0
模糊控制 200s 3% 0
模糊PID控制 180s 0% 0
PID控制响应曲线超调量较大，纯模糊控制有超调量但是较小，而自整定模糊PID控制方法可实现调节时间短、超调量为零、稳态误差为零等非常理想的性能指标。