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基于MATLAB的智能控制系统仿真研究

智立甫  
【摘要】:现代控制系统,规模越来越大,系统越来越复杂,用传统的控制理论方法已不能满足控制的要求。智能控制是在经典控制理论和现代控制理论的基础上发展起来的,是控制理论、人工智能和计算机科学相结合的产物。智能控制主要分为模糊逻辑控制、神经网络控制和实时专家系统。研究的主要目标不仅仅是被控对象,同时也包含控制器本身。MATLAB是现今流行的一种高性能数值计算和图形显示的科学和工程计算软件,基本单位为矩阵,其表达式与数学、工程计算中常用的形式类似。并且矩阵的行和列无需定义,可随时添加和修改,有极强的可扩展性,主要包括主程序,Simulink和工具箱。文中介绍了传统的PID控制原理,PID分为位置式和增量式,计算机控制是数字PID控制。一些改进的PID控制算法是针对实际应用中的不足提出的,如积分分离式PID控制算法,抗积分饱和算法,变速积分算法等,实际应用中,控制又分为简单PID控制和串级PID控制,对一些典型的控制算法,选用典型控制对象用MATLAB软件进行了对应仿真。对仿真结果进行了对比分析,说明了改进算法的作用。在仿真时,结合具体情况采用编写M文件和Simulink的方法。在介绍模糊逻辑和神经网络的基础上,引进了一些智能控制方法,最后,用模糊神经网络方法进行了单级倒立摆的控制仿真。同传统PID控制进行了对比。显示了智能控制的优势和不足,为教学和研究提供了一个新的思路。


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