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模糊控制及其在喷浆机器人中的应用

王鹏  
【摘要】: 本文主要是通过研究PID控制器参数模糊自整定方法,设计了一种模糊PID控制器。首先对模糊控制的基本原理、发展历史、研究现状、发展趋势以及PID控制的原理与参数整定方法进行了综述。并针对上述两种方法中存在的不足,将两种方法综合起来,取长补短,提出一种比较完善的模糊PID控制器参数自调整算法。应用模糊集合理论和方法,把操作人员的PID参数调整经验总结成模糊规则模型,形成微机查询表格。微机根据控制系统的实际响应情况,运用模糊推理与决策实现对参数的在线调整。这种算法无需辨识系统的精确数学模型,只需在线检测出系统的期望输出和实际输出的偏差,通过判断其趋势从而决策出调整因子的大小,然后查询模糊调整表,即可实时适当调整所有参数。其简单性和可实现性是显而易见的。 然后介绍了喷浆机器人的现状、发展前景、机械结构和工作原理以及喷浆机器人的控制系统设计,建立了喷浆机器人的系统模型。 最后,用MATLAB中的Simulink和Fuzzy工具箱,对控制对象进行了仿真研究。结果表明这种模糊PID控制器在控制过程的前期阶段具有模糊控制器的优点,而在控制过程的后期阶段又具有PID控制器的优势。因此这种模糊PID控制具有良好的动态和静态特性,是一种性能优良,而且较容易实现的控制方案。


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