基于变论域理论模糊自适应PID算法的温度控制研究  

Research on Temperature Control Based on Fuzzy Adaptive PID Algorithm with Variable Universe of Discourse Theory

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作  者:周杨阳 张肖强 王宁[1,2,3] 郑辛星 林信南[1,2,3] 倪天明 童怀俊 谢迪华 ZHOU Yangyang;ZHANG Xiaoqiang;WANG Ning;ZHENG Xinxing;LIN Xinnan;NI Tianming;TONG Huaijun;XIE Dihua(College of Integrated Circuits,Anhui Polytechnic University,Wuhu 241000,China;Anhui Engineering Research Center of Vehicle Display Integrated Systems,Wuhu 241000,China;Joint Discipline Key Laboratory of Touch Display Materials and Devices in Anhui Province,Wuhu 241000,China;School of Information and Artificial Intelligence,Wuhu Institute of Technology,Wuhu 241006,China;Wuhu Engineering Technology Research Center of Vehicle Intelligent Product Development and Application,Wuhu 241006,China;Anhui Realdesign Intelligent Technology Co.,LTD.,Hefei 230000,China;Zhejiang Realdesign Electronic Technology Co.,LTD.,Shaoxing 230000,China)

机构地区:[1]安徽工程大学集成电路学院,安徽芜湖241000 [2]安徽省车载显示集成系统工程研究中心,安徽芜湖241000 [3]触控显示材料与器件安徽省联合共建学科重点实验室,安徽芜湖241000 [4]芜湖职业技术学院信息与人工智能学院,安徽芜湖241006 [5]芜湖市车载智能产品开发与应用工程技术研究中心,安徽芜湖241006 [6]安徽瑞德智能科技有限公司,安徽合肥230000 [7]浙江瑞德电子科技有限公司,浙江绍兴312000

出  处:《青岛大学学报(工程技术版)》2025年第1期9-16,共8页Journal of Qingdao University(Engineering & Technology Edition)

基  金:安徽省高校优秀科研创新团队项目(2022AH010059);芜湖市重点研发与成果转化项目(2023yf091);安徽车载显示集成系统工程研究中心开放课题(VDIS2023A01;VDIS2023D02);芜湖职业技术学院优秀青年拔尖人才项目(芜职院人(2021)37号);芜湖职业技术学院自然科学研究重点项目(wzyzrzd202302)。

摘  要:由于温度具有非线性,滞后性等特性,传统PID算法的温度控制参数调试繁琐、响应时间长且控制精度差,为此,设计了基于变论域理论的模糊自适应PID温度控制算法的温度控制器。该温度控制器将模糊控制与传统PID相结合,对模糊控制理论中的论域和隶属函数的选择进行改进和优化;利用MATLAB中的SIMULINK工具,建立传统PID、模糊PID、变论域模糊自适应PID的仿真模型,分析对比3种算法对温度控制器的优缺点和控制效果。结果表明,变论域模糊PID相较于传统PID和模糊PID控制效果最好,稳定性最高,在提高控制自动化的同时也提高了控制精度,在温度控制领域有良好的控制表现。Due to the nonlinear,hysteretic,and other characteristics of temperature,the parameter tuning of traditional PID algorithms for temperature control is cumbersome,with long response times and poor control accuracy.A temperature controller based on a fuzzy adaptive PID algorithm with the Variable Universe of Discourse(VUD)theory is designed.The controller combines fuzzy control with traditional PID,and improves and optimizes the selection of the universe of discourse and membership functions in fuzzy control theory.Using the SIMULINK tool in MATLAB,simulation models of traditional PID,fuzzy PID,and variable universe fuzzy adaptive PID are developed.The advantages,disadvantages,and control effects of the three algorithms are analyzed and compared.The results show that the variable universe fuzzy PID algorithm outperforms both traditional PID and fuzzy PID in terms of control effectiveness and stability.It improves control automation while enhancing control accuracy,demonstrating excellent performance in the field of temperature control.

关 键 词:变论域 模糊控制 PID 伸缩因子 

分 类 号:TP273[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]

 

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