[发明专利]一种模糊自适应PID算法

说明书

本发明属于PID算法技术领域，尤其是一种模糊自适应PID算法，提出以下方案，包括自适应调压调温吹瓶机控制器，所述自适应调压调温吹瓶机控制器包括有包括微处理控制器模块(CPU)、RS485通信模块、温度采集模块、DA输出模块、负载反馈模块、脉冲输出模块、过零检测和相序检测模块，所述自适应调压调温吹瓶机控制器的基本流程包括有上电、初始化、LED程序开启、Modbus程序执行和模式切换，所述模式切换包括有斩波调压模式与温控模式两种模式，且斩波调压模式运用了模糊自适应PID算法。本发明过模糊自适应PID算法对控制系统进行优化，实现对输出电压的精准闭环控制，有效降低电网波动对控制系统产生的影响。

技术领域

本发明涉及PID算法技术领域，尤其涉及一种模糊自适应PID算法。

背景技术

在过程控制中，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器(亦称PID调节器)是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象──“一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象，PID控制器是一种最优控制。PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活。

很多的控制器中的斩波调压模式都会运用PID算法，现有传统吹瓶机控制器仅仅实现了调压功能，但大多精度不高，无法自适应电网波动、畸变，在生产过程中若调压无法自适应电网，传动的PID算法在计算的过程中会受到电网波动对其进行计算的影响，降低了计算的精度。

发明内容

基于背景技术中提出的很多的控制器中的斩波调压模式都会运用PID算法，传动的PID算法在计算的过程中会受到电网波动对其进行计算的影响，降低了计算的精度的技术问题，本发明提出了一种模糊自适应PID算法。

本发明提出的一种模糊自适应PID算法，包括自适应调压调温吹瓶机控制器，所述自适应调压调温吹瓶机控制器包括有包括微处理控制器模块(CPU)、RS485通信模块、温度采集模块、DA输出模块、负载反馈模块、脉冲输出模块、过零检测和相序检测模块，所述自适应调压调温吹瓶机控制器的基本流程包括有上电、初始化、LED程序开启、Modbus程序执行和模式切换，所述模式切换包括有斩波调压模式与温控模式两种模式，且斩波调压模式运用了模糊自适应PID算法,所述模糊自适应PID算法包括模糊算法原理和斩波调压控制系统方框图两个组成部分。

优选地，所述模糊自适应PID算法包括以下流程：

S1.确定输入、输出接口的取值范围,电压值偏差E为[-220,220]；本控制器采用PI控制算法，输出Kp取值范围为[0,0.1]，Ki取值范围为[0,1]；

S2.论域划分，将输出、输入变量都设定为{-3，-2，-1,0，1,2,3}7个等级；

S3.模糊子集确定，模糊子集采用“反大”“反小”“正好”“正小”“正大”五个模糊子集；

S4.隶属度函数选择，选用三角形隶属度函数，得到各变量隶属度赋值表；

S5.模糊规则设计，根据调试经验，分别配置Kp、Ki对E的模糊规则控制表，并转化成(If-Then)机器语言；

S6.推理与解模糊化接口设计，通过重心算法得到Kp、Ki的实际输出值公式如下：

S7.代入增量式PI算法中：

Δu_k＝u_k-u_k-1＝K_pΔe_k+K_Ie_k+u₀；

S8.将控制量传递给脉冲输出模块；