用matlab基于模糊PID控制器的水温控制系统仿真源文件程序

时间: 2024-03-23 22:36:50 浏览: 34
以下是基于模糊PID控制器的水温控制系统仿真的MATLAB源文件程序示例: ``` % 水温控制系统的模糊PID控制器仿真 % 建立水温控制系统的数学模型 Ts = 0.1; % 采样时间 t = 0:Ts:100; % 时间向量 T1 = 25; % 初始水温 T2 = 100; % 目标水温 T = zeros(size(t)); % 水温向量 T(1) = T1; alpha = 0.05; % 加热器效率 Kp = 1; % PID控制器参数 Ki = 0.1; Kd = 0.01; e = 0; % 误差 ei = 0; % 积分误差 ed = 0; % 微分误差 u = 0; % 控制量 ud = 0; % 微分控制量 ui = 0; % 积分控制量 % 设计模糊控制器规则库 fis = newfis('water_temp'); fis = addvar(fis,'input','error',[-50 50]); fis = addvar(fis,'input','delta_error',[-10 10]); fis = addvar(fis,'output','output',[-100 100]); fis = addmf(fis,'input',1,'NB','trimf',[-50 -50 -25]); fis = addmf(fis,'input',1,'NM','trimf',[-50 -25 0]); fis = addmf(fis,'input',1,'NS','trimf',[-25 0 25]); fis = addmf(fis,'input',1,'Z','trimf',[-10 0 10]); fis = addmf(fis,'input',1,'PS','trimf',[0 25 50]); fis = addmf(fis,'input',1,'PM','trimf',[25 50 75]); fis = addmf(fis,'input',1,'PB','trimf',[50 50 100]); fis = addmf(fis,'input',2,'NB','trimf',[-10 -10 -5]); fis = addmf(fis,'input',2,'NM','trimf',[-10 -5 0]); fis = addmf(fis,'input',2,'NS','trimf',[-5 0 5]); fis = addmf(fis,'input',2,'Z','trimf',[-2.5 0 2.5]); fis = addmf(fis,'input',2,'PS','trimf',[0 5 10]); fis = addmf(fis,'input',2,'PM','trimf',[5 10 15]); fis = addmf(fis,'input',2,'PB','trimf',[10 10 20]); fis = addmf(fis,'output',1,'NB','trimf',[-100 -100 -50]); fis = addmf(fis,'output',1,'NM','trimf',[-100 -50 0]); fis = addmf(fis,'output',1,'NS','trimf',[-50 0 50]); fis = addmf(fis,'output',1,'Z','trimf',[-10 0 10]); fis = addmf(fis,'output',1,'PS','trimf',[0 50 100]); fis = addmf(fis,'output',1,'PM','trimf',[50 100 150]); fis = addmf(fis,'output',1,'PB','trimf',[100 100 200]); ruleList = [ 1 1 1 1 1 2 2 1 1 3 3 1 1 4 4 1 1 5 5 1 1 6 6 1 1 7 7 1 2 1 2 1 2 2 3 1 2 3 4 1 2 4 5 1 2 5 6 1 2 6 7 1 2 7 7 1 3 1 3 1 3 2 4 1 3 3 5 1 3 4 6 1 3 5 7 1 3 6 7 1 3 7 7 1 4 1 4 1 4 2 5 1 4 3 6 1 4 4 7 1 4 5 7 1 4 6 7 1 4 7 7 1 5 1 5 1 5 2 6 1 5 3 7 1 5 4 7 1 5 5 7 1 5 6 7 1 5 7 7 1 6 1 6 1 6 2 7 1 6 3 7 1 6 4 7 1 6 5 7 1 6 6 7 1 6 7 7 1 7 1 7 1 7 2 7 1 7 3 7 1 7 4 7 1 7 5 7 1 7 6 7 1 7 7 7 1 ]; fis = addrule(fis,ruleList); % 进行模糊PID控制器仿真 for i = 2:length(t) % 计算误差 e = T2 - T(i-1); de = e - ed; ed = e; % 根据模糊控制器规则库计算控制量 u_fis = evalfis([e de],fis); % 计算PID控制器控制量 ui = ui + Ki*e*Ts; ud = Kd*(e - ei)/Ts; ei = e; u_pid = Kp*e + ui + ud; % 综合模糊控制器和PID控制器的控制量 u = alpha*u_fis + (1-alpha)*u_pid; % 根据控制量计算水温 T(i) = T(i-1) + Ts*(u/alpha - (T(i-1) - T1)/(100-T1)); end % 绘制水温变化曲线 plot(t,T) xlabel('Time (s)') ylabel('Water Temperature (℃)') title('Water Temperature Control System Simulation with Fuzzy PID Controller') ``` 该程序中,我们先建立了水温控制系统的数学模型,包括采样时间、时间向量、初始水温、目标水温、水温向量、加热器效率和PID控制器参数等。然后,我们设计了模糊控制器规则库,包括输入变量误差和误差变化率,以及输出变量控制量。接着,我们使用循环计算模拟水温变化过程,通过模糊控制器和PID控制器综合计算控制量,并根据控制量计算水温。最后,我们绘制了水温变化曲线,以观察控制效果和稳定性。 希望能对你有所帮助!

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