基于PID控制器和模糊邏輯控制器的D6114柴油機速度控制

基于PID控制器和模糊邏輯控制器的D6114柴油機速度控制

提出結合模糊自整定PID控制器和經典PID控制器，以解決D6114柴油機轉速控制中系統的非線性和不確定性。利用系統識別技術建立柴油機數學模型，并對階躍輸入輸出響應系統進行仿真。

在加載和卸載條件下，柴油機運行非常穩定，減少了模糊PID整定的計算量。仿真結果表明，模糊PID控制器具有比PID控制器響應速度快的特點。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控制器響應速度更快的特點。

PID控制器在柴油機控制器應用中所占的份額為90%～99%。其原因：①PID控制器的魯棒性、設計簡單；②具有控制和系統響應參數之間明確的關系；③許多PID整定技術得到推廣；④由于PID控制器具有靈活性，其可以從技術進步中獲益。PID控制器是最經典的工業控制器，具有特殊的程序自動參數調整和校正。然而，PID控制器不能提供所有控制問題的一般解。通過優化的PID控制器算法包含3個參數，可以得到特定工況要求的控制作用。該控制器在超過設定點和系統振蕩時，被認為會出現響應錯誤。

利用Matlab程序得出模糊自整定PID控制器的響應。創建2個輸入和3個輸出模糊控制器，以及確定的內部函數和模糊規則。

模擬柴油機系統調速性能，結果顯示，模糊自整定PID控制器響應速度明顯比常規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節，能夠提高系統瞬態性能，并且系統響應更快。

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

編譯：袁建昆