模糊pid水温控制 C语言

以下是模糊PID水温控制的C语言示例代码：

#include <stdio.h>

#define TEMP_SETPOINT 50  // 温度设定值

float temperature = 20;  // 实时温度

float Kp = 0.5;  // 模糊PID控制器比例系数
float Ki = 0.01;  // 模糊PID控制器积分系数
float Kd = 0.1;  // 模糊PID控制器微分系数

float last_error = 0;  // 上一次误差
float error = 0;  // 误差
float sum_error = 0;  // 误差和

float fuzzy_set[3][3] = {{0, 0, 1}, {0, 1, 2}, {1, 2, 2}};  // 模糊集合
float rule_base[3][3] = {{0, 0, 0}, {-1, 0, 1}, {-2, -1, 0}};  // 规则库

float fuzzy_controller(float error) {
  float e;
  int row_index;  // 行索引
  int col_index;  // 列索引
  float u;  // 控制输出

  // 模糊化
  if (error <= -10) {
    row_index = 0;
    e = 0;
  } else if (error < 0) {
    row_index = 1;
    e = (-1) * error / 10;
  } else {
    row_index = 2;
    e = error / 10;
  }

  if (e <= 0.5) {
    col_index = 0;
  } else if (e < 1.5) {
    col_index = 1;
  } else {
    col_index = 2;
  }

  // 基于规则库计算输出
  u = rule_base[row_index][col_index];

  // 反模糊化
  return u;
}

float pid_controller(float setpoint, float input) {
  // 计算误差
  last_error = error;
  error = setpoint - input;
  sum_error += error;

  // 计算PID控制器输出
  return Kp * error + Ki * sum_error + Kd * (error - last_error);
}

int main() {
  int i;

  for (i = 0; i < 100; i++) {
    // 模拟实时温度变化
    if (i < 50) {
      temperature += 0.5;
    } else {
      temperature -= 0.5;
    }

    // 控制器输出
    float output = pid_controller(TEMP_SETPOINT, temperature);
    float fuzzy_output = fuzzy_set[(int)output + 1][(int)output + 1];

    // 输出结果
    printf("Time: %d  Temperature: %.1f  Output: %.1f  Fuzzy Output: %.1f\n", i, temperature, output, fuzzy_output);
  }

  return 0;
}

此处假设已经实现了模拟实时温度变化的模块，模糊PID控制器的核心代码在函数fuzzy_controller中实现，其中使用了输入误差的模糊化、基于规则库的模糊推理和输出结果的反模糊化。pid_controller函数是传统的PID控制器实现，其输出作为模糊PID控制器的输入，两者配合实现温度控制。