[发明专利]基于模糊控制的PID控制器路径控制方法

摘要

本发明公开了一种基于模糊控制的PID控制器路径控制方法，在电机PID控制器的基础上整合了基于模糊控制思想的路径修正策略，通过检测偏差和偏差调整率，得到模糊PID控制量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d，PID控制器接收后去模糊化再整定为K_p、K_i和K_d三个精确控制量，从而对自循迹设备的电机进行控制，达到修正路径的目的。

主权项

一种基于模糊控制的PID控制器路径控制方法，用以自循迹设备的路径修正，其特征在于，采用模糊控制器的输出作为PID控制器的输入；所述模糊控制器包括两路输入：第一路输入：采用一字排开的多个传感器对路径进行检测，当路径位于所述多个传感器的中心位置时偏差为0，反之，路径越偏离中心位置的传感器则偏差越大，其中，通过对所述偏差取正负值分别区分自循迹设备相对于路径偏右或偏左，其量化离散论域为：偏差E＝{‑x，...，‑3，‑2，‑1，0，1，2，3，...，x}，对应的模糊语言的变量集为：偏差E＝{Nx，...，N3，N2，N1，0，P1，P2，P3，...，Px}，并采用三角形隶属函数对模糊语言的定量进行描述，作为第一路输入；第二路输入：其量化离散论域为：偏差调整率Ec＝{‑(x‑1)，...，‑3，‑2，‑1，0，1，2，3，...，(x‑1)}，对应的模糊语言的变量集为：偏差调整率Ec＝{N(x‑1)，...，N3，N2，N1，0，P1，P2，P3，...，P(x‑1)}，并采用三角形隶属函数对模糊语言的定量进行描述，作为第二路输入；所述模糊控制器的输出包括：将所述两路输入转换成ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d三个模糊PID控制量，ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的量化离散论域为：E＝{‑x，...，‑3，‑2，‑1，0，1，2，3，...，x}，对应的模糊语言的变量集为：E＝{Nx，...，N3，N2，N1，0，P1，P2，P3，...，Px}；PID控制器接收所述模糊控制器的输出，将ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d三个模糊PID控制量去模糊化再整定为K_p、K_i和K_d三个精确控制量，并输出信号：$g\left(t\right)=\mathrm{Kr}\left(t\right)+\frac{K}{T_i}{\∫}_{0-}^{t}r\left(t\right)\mathrm{dt}+\mathrm{Kt}\frac{\mathrm{dr}\left(t\right)}{\mathrm{dt}},$其中，K_p＝K为比例系数、$K_i=\frac{K}{T_i}$为积分系数和K_d＝Kt为微分系数；根据PID控制器的输出，对自循迹设备的电机进行调整，从而修正自循迹设备的路径。