基于單輪車輛懸架的Fuzzy-PID控制器設計和仿真
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2 Fuzzy-PID控制器設計
2．1 設計思想
以車身垂直速度與其期望值的差值e及差值變化率ec作為控制器的輸入量，根據實際需要的PID控制參數Kp、Ki、Kd相對于e和ec的模糊關系來確定模糊規則，通過在原來的單純的PID控制器上加入模糊推理器，組成Fuzzy-PID控制器可以對參數進行在線修正，使系統的動態特性明顯提高，并且顯著的提高了系統的抗干擾能力和魯棒性，同時可以減少調節的時間。Fuzzy-PID控制器的原理框圖如圖2所示。本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/162108.htm
該系統實現PID參數在線自調整的計算公式為：
式中：KP、KI、KD為控制器的最終控制參數，Kp、Ki、Kd為常規PID控制器參數，kp、ki、kd為模糊推理器的修正參數。
2．2 模糊推理器及模糊規則的建立
模糊推理需要3個步驟：模糊化、模糊推理判斷和解模糊化。模糊化過程將實際的輸入量轉化為模糊量，經過基于模糊規則的模糊推理和判斷，最終將模糊量轉化為真實量，完成解模糊化的過程，這也是模糊控制器的工作原理及核心。
本文模糊推理器采用雙輸入、三輸出形式，控制器類型選為Mamdani型，解模糊規則選擇為Centmid法，輸入輸出隸屬函數均選擇為trimf形式。選取輸入變量e和ec及輸出變量kp的論域均為(-6，6)，模糊子集定義為{NB NM NS O PS PM PB}，選取輸出變量ki和kd，ki和kd只取正值，論域為(-3，3)，模糊子集為{O PS PM PB}。通過閉環運行及模擬，觀察系統響應曲線，分析得到控制器參數kp、ki、kd對系統的實際影響，結合PID控制器參數整定理論，來確定最終的模糊規則，具體如表1所示。
1)|e|較大時，為盡快消除偏差，提高相應速度，kp應取較大值，ki取0；|e|較小時，為繼續消除偏差，并防止超調過大，kp取值應減小，同時ki取小值。
2)e·ec0時，被控量朝著接近給定值的方向變化，若|e|較大，此時kp取中等或小值，ki取中等值，kd取0，以加快控制的動態過程。
3)|e|的大小表示的變化速率，|e|隨的增大，kp應減小。
2．3 Fuzzy-PID控制器
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