温度系统改进型模糊控制仿真分析与研究
温度系统改进型模糊控制仿真分析与研究当模型失配时，由图可知模糊控制算法针对放大系数和时间参数发生较大改变的情况有比较好的调节效果，当所建模型时滞参数与系统本身存在较大偏差的情况下，其控制效果明显下降，因此必须对模糊控制算法作进一步改进和优化。针对模糊控制算法的缺点，本文设计了改进型模糊控制方案。该方案考虑到历史数据偏差对预估模型的影响，结合预估补偿工作原理，首先在主反馈通道中引入一阶惯性环节，对被控对象的系统偏差进行了低通滤波处理，消除了历史数据偏差的影响，为滤波时间常数，数值一般根据具体被控对象确定。系统运行时，当模型系统偏差为零时，主反馈通道为零，自适应机构不工作，等同于传统预估器工作；当模型失配，即放大系数、时间参数和时滞参数其中一存在偏差时，主反馈通道不等于零，仿真研究表明，针对时间参数和时滞参数变化引起的模型失配，一阶惯性环节对系统起到很好调节效果；但如果模型失配是由于放大系数引起的，则一阶惯性环节的引入不仅不能改善控制效果，反而使系统控制效果下降。为此，如图所示，根据预估补偿工作原理，又引入一个自适应调节机构，解决由放大系数引起模型失配时系统控制效果不理想问题。其工作原理为把控制对象输出值与预估模型输出相除，假如模型失配是由放大系数引起的，贝！对应与比值等于一个常数，求导结果为零，此时，利用自适应机构使预估模型乘以得到的常数，使模型相配；的值不等于常数，即求导结果不为零，则模型失配是由其他参数变化引起的，该情况下自适应机构对系统不起作用，而一阶惯性环节仍正常工作，从而改善系统控制性能。搭建改进型模糊模型，滤波时间常数理论上等于模型时滞常数，取值过小滤波效果不明显，对被控对象控制效果改善不大；取值过大虽然有利于消除了振荡，但同时又延长了系统调节时间，降低了系统输出的快速跟踪性能。仿真过程中对进一步调整，改善了系统控制特性，使系统具有较强的鲁棒性。型失配时，若模型参数（放大系数、时间参数、时滞参数）增加或减少，仿真曲线如图所示，对系统失配的情况都有良好的控制效果，响应曲线比较稳定，超调量与响应时间都比较理想。小区供热采用集中供热，系统运行过程中，当用户负荷发生改变时必然会对锅炉供热系统参数影响；另一方面随着冬季室外温度变化必须对锅炉出水温度做适当调整，保证用户室内温度的稳定。搭建了传统控制、控制和改进型模糊控制的仿真比较模型。负荷增大增加扰动，时需要提高锅炉出水温度增加了温度给定，观察系统三种控制算法的跟随性。从中可以比较明显地看到改进型模糊控制算法无论从超调量还是响应时间，比传统控制和控制算法有更好的控制效果。
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