三、模糊控制器的设计举例
1、流量控制的模糊控制器设计
（1）模糊化过程：
选择输入量为误差（以e表示）和误差变化（以de表示），控制器的输出为阀门流量的校正量（以u表示）
把误差划分成"负大"、"负小"、"零"、"正小"、"正大"五个等级------语言变量的语言值
把输出量，即阀门的开关的状态划分为"关"、"半开"、"中等"、"开"四个等级
选择模糊隶属函数如下图所示
（2）模糊控制规则的建立：
根据专家经验建立模糊控制规则，这里有5*5=25条（输入量的不同组合）规则，以下列出其中两条
规则1：如果（IF）误差为零，或者（OR）误差变化为正小，则（THEN）阀门半开
规则2：如果（IF）误差为正小，或者（OR）误差变化为正小，则（THEN）阀门中等
（3）精确化计算：
使用重心法计算出模糊控制输出的精确量
（4）模糊控制器的运行举例：
①假定系统误差e的量化值为5，误差变化de的量化值为8。
②模糊化过程：
由隶属度函数图可以得到：
误差属于"零"的程度即隶属度为0.375，属于"正小"的程度为0.625
误差变化属于"零"的程度即隶属度为0.2，属于"正小"的程度为0.8
③模糊逻辑推理：
④精确化计算：
由"削顶"推理法，可得阀门流量的隶属度函数图
选择重心法计算，首先得到图中的各拐点的坐标(0,0)、(3.5,0.8)、(4.8,0.8)、(6,0.5)、(6.5,0.625)、(9.5,0.625)、(12,0)，套用精确化过程重心计算法积分公式，得到
即阀门的确切开度为5.87
2、直流调速系统的模糊控制器设计
（1）模糊化过程：
讨论由晶闸管控制的直流电动机，由直流传动驱动模块可知，此对象为一个纯延时的惯性环节
设传递函数已知，要求设计一个模糊控制器，对此调速系统进行控制，允许转速误差为
控制输入量为误差和误差变化
，控制输出增量为
由于对系统控制精度要求不高，允许有一定的误差裕度，所以误差变量可以取两个语言值------负偏差（NZ）、正偏差（PZ），误差变化变量也取两个语言值------负偏差变化率（NZ）、正偏差变化率（PZ），控制量取三个语言值------正增量（PS）、零增量（ZE）、负增量（NS）
三者的隶属度函数如下图所示
（2）模糊控制规则的建立：
根据专家经验建立模糊控制规则，这里有2*2=4条规则（输入量的不同组合），以下列出其中两条
规则1：如果（IF）误差为NZ，且（AND）误差变化为NZ，则（THEN）控制输出增量为ZE
规则2：如果（IF）误差为NZ，且（AND）误差变化为PZ，则（THEN）控制输出增量为NS
规则3：如果（IF）误差为PZ，且（AND）误差变化为NZ，则（THEN）控制输出增量为PS
规则4：如果（IF）误差为PZ，且（AND）误差变化为PZ，则（THEN）控制输出增量为ZE
（3）精确化计算：
使用重心法计算出模糊控制输出的精确量
（4）模糊控制器的运行举例：
①假定系统误差的量化值为3，误差变化
的量化值为1。
②模糊化过程及模糊逻辑推理：
③精确化计算：
由隶属度函数图及"削顶"法得到拐点
选择重心法计算，首先得到图中的各拐点的坐标(-7,0.2)、(-5.6,0.2)、(-2.31,0.67)、(2.31,0.67)、(4.69,0.33)、(7,0.33)，套用精确化过程重心计算法求和公式，得到
四、模糊PID控制器的设计
1、常规PID回顾
（1）比例调节器：
（2）比例积分调节器：
（3）比例微分调节器：
（4）比例积分微分调节器：
2、模糊控制器和常规PID的混合结构
（1）常规PID的缺点：
①只有一组固定的参数，很难适应非线性、时变、强干扰的被控对象。
②常规PID中，超调、震荡、响应速度，很难同时兼顾，而模糊控制的优势是不依赖精确模型、鲁棒性强，但它的稳态精度不如PID。
（2）模糊控制器和常规PID控制器可以并联使用，在论域内用不同的控制方式分段实现控制，形成混合结构。
（3）常见的混合结构：
①分段控制：
大误差时，用模糊控制快速拉回误差；小误差时，切换到常规PID控制，消除静态误差，保证稳态精度
②模糊PD＋精确积分：
③模糊PD＋模糊PI：
3、常规PID参数的模糊自整定技术
（1）基于常规PID控制器，利用模糊控制规则在线对PID参数进行修改，便构成了参数模糊自整定PID控制器。
（2）设计步骤：
（3）参数调整的经验逻辑：
