基于PID控制器和模糊邏輯控制器的D6114柴油機速度控制

提出結(jié)合模糊自整定PID控制器和經(jīng)典PID控制器，以解決D6114柴油機轉(zhuǎn)速控制中系統(tǒng)的非線性和不確定性。利用系統(tǒng)識別技術(shù)建立柴油機數(shù)學(xué)模型，并對階躍輸入輸出響應(yīng)系統(tǒng)進行仿真。

在加載和卸載條件下，柴油機運行非常穩(wěn)定，減少了模糊PID整定的計算量。仿真結(jié)果表明，模糊PID控制器具有比PID控制器響應(yīng)速度快的特點。模糊邏輯PID控制器具有在線下運作的同時對自身進行調(diào)整的能力。同樣，模糊自整定PID控制器也具有比PID控制器響應(yīng)速度更快的特點。

PID控制器在柴油機控制器應(yīng)用中所占的份額為90%～99%。其原因：①PID控制器的魯棒性、設(shè)計簡單；②具有控制和系統(tǒng)響應(yīng)參數(shù)之間明確的關(guān)系；③許多PID整定技術(shù)得到推廣；④由于PID控制器具有靈活性，其可以從技術(shù)進步中獲益。PID控制器是最經(jīng)典的工業(yè)控制器，具有特殊的程序自動參數(shù)調(diào)整和校正。然而，PID控制器不能提供所有控制問題的一般解。通過優(yōu)化的PID控制器算法包含3個參數(shù)，可以得到特定工況要求的控制作用。該控制器在超過設(shè)定點和系統(tǒng)振蕩時，被認(rèn)為會出現(xiàn)響應(yīng)錯誤。

利用Matlab程序得出模糊自整定PID控制器的響應(yīng)。創(chuàng)建2個輸入和3個輸出模糊控制器，以及確定的內(nèi)部函數(shù)和模糊規(guī)則。

模擬柴油機系統(tǒng)調(diào)速性能，結(jié)果顯示，模糊自整定PID控制器響應(yīng)速度明顯比常規(guī)PID控制器的速度快。

可以證明，模糊自整定PID控制器用于柴油機速度調(diào)節(jié)，能夠提高系統(tǒng)瞬態(tài)性能，并且系統(tǒng)響應(yīng)更快。

11thIEEEInternational Conference on Mechatronics andAutomation,IEEE ICMA2014，Tianjin, China，August3,2014-August 6,2014.

編譯：袁建昆