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预测模糊PID控制算法

一、预测模糊PID控制

        预测控制具有鲁棒性强、可消除动静态误差的特点，模糊控制具有在线调节能力强、实时性较好的特点，将预测控制与模糊PID控制相结合形成预测模糊PID控制算法，则将两种控制算法的优点进行结合。

1.1 预测模糊PID控制器设计

        在上一篇blog中自适应模糊PID控制器的设计基础之上，建立被控对象，这里的被控对象是PVC模型，PVC的数学模型建立过程不再赘述，从而得到受控系统的简化模型。加入模型预测控制，模型预测控制的结构一般包括参考输入，循环优化指标，预测模型，反馈调整四个部分，结构如下图1所示。

预测模糊PID控制算法_第1张图片

 图1 模型预测控制原理图

        结合模糊控制，形成的预测模糊控制原理图如图2所示。控制器包括预测控制和模糊PID控制两部分，预测部分以预测模型为基础。因为系统存在参数时变，模糊控制可以实现PID参数随模型变化的及时调整，由模糊规则推理计算出PID各参数，实现超前控制。同时，将PID的输出反馈到预测模型，完成再次预测，通过对参考输入的在线调整，形成闭环调节，起到改善系统性能的作用。

预测模糊PID控制算法_第2张图片

图2 预测模糊PID控制系统结构图

1.2 Simulink仿真

预测模糊PID控制算法_第3张图片

系统模型搭建如上图，仿真结果如下：
 

预测模糊PID控制算法_第4张图片

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