我想用ST语言写一个模糊pid的温度控制程序
时间: 2023-11-13 17:06:06 浏览: 119
好的,下面是一个简单的模糊PID温度控制程序的ST语言实现:
```
PROGRAM FuzzyPID_Temperature_Control
VAR
SetTemp: REAL := 25.0; // 设定温度
CurrentTemp: REAL := 0.0; // 当前温度
Error: REAL := 0.0; // 误差
LastError: REAL := 0.0; // 上一次误差
SumError: REAL := 0.0; // 误差积分
Kp: REAL := 1.0; // 比例系数
Ki: REAL := 0.1; // 积分系数
Kd: REAL := 0.01; // 微分系数
FuzzyError: REAL := 0.0; // 模糊误差
FuzzyOutput: REAL := 0.0; // 模糊输出
PIDOutput: REAL := 0.0; // PID输出
MaxOutput: REAL := 100.0; // 最大输出值
// 模糊控制器的输入变量
TemperatureError: REAL := 0.0; // 温度误差
TemperatureErrorDelta: REAL := 0.0; // 温度误差变化率
// 模糊控制器的输出变量
Output: REAL := 0.0; // 控制输出
// 定义模糊控制器
FuzzyController: FUZZY_CONTROLLER;
// 定义模糊集
ErrorNB: FUZZY_SET;
ErrorPB: FUZZY_SET;
ErrorZ: FUZZY_SET;
DeltaNB: FUZZY_SET;
DeltaPB: FUZZY_SET;
DeltaZ: FUZZY_SET;
OutputNB: FUZZY_SET;
OutputPB: FUZZY_SET;
OutputZ: FUZZY_SET;
// 定义模糊规则
Rule1: FUZZY_RULE;
Rule2: FUZZY_RULE;
Rule3: FUZZY_RULE;
Rule4: FUZZY_RULE;
Rule5: FUZZY_RULE;
Rule6: FUZZY_RULE;
Rule7: FUZZY_RULE;
Rule8: FUZZY_RULE;
Rule9: FUZZY_RULE;
BEGIN
// 初始化模糊控制器
FuzzyController(INITIALIZE);
// 初始化模糊集
ErrorNB(MAKE_TRAPEZOID(-50.0, -50.0, -20.0, -10.0));
ErrorPB(MAKE_TRAPEZOID(10.0, 20.0, 50.0, 50.0));
ErrorZ(MAKE_TRIANGULAR(-10.0, 0.0, 10.0));
DeltaNB(MAKE_TRAPEZOID(-5.0, -5.0, -2.0, -1.0));
DeltaPB(MAKE_TRAPEZOID(1.0, 2.0, 5.0, 5.0));
DeltaZ(MAKE_TRIANGULAR(-1.0, 0.0, 1.0));
OutputNB(MAKE_TRAPEZOID(-100.0, -100.0, -50.0, -30.0));
OutputPB(MAKE_TRAPEZOID(30.0, 50.0, 100.0, 100.0));
OutputZ(MAKE_TRIANGULAR(-30.0, 0.0, 30.0));
// 初始化模糊规则
Rule1(IF ErrorNB AND DeltaNB THEN OutputPB);
Rule2(IF ErrorNB AND DeltaZ THEN OutputPB);
Rule3(IF ErrorNB AND DeltaPB THEN OutputZ);
Rule4(IF ErrorZ AND DeltaNB THEN OutputPB);
Rule5(IF ErrorZ AND DeltaZ THEN OutputZ);
Rule6(IF ErrorZ AND DeltaPB THEN OutputNB);
Rule7(IF ErrorPB AND DeltaNB THEN OutputZ);
Rule8(IF ErrorPB AND DeltaZ THEN OutputNB);
Rule9(IF ErrorPB AND DeltaPB THEN OutputNB);
// 主循环
WHILE TRUE DO
// 获取当前温度值
CurrentTemp := GET_TEMPERATURE();
// 计算误差
Error := SetTemp - CurrentTemp;
// 计算误差积分
SumError := SumError + Error;
// 计算误差变化率
ErrorDelta := Error - LastError;
// 计算PID输出
PIDOutput := Kp * Error + Ki * SumError + Kd * ErrorDelta;
// 计算模糊误差
TemperatureError := FuzzyController(CRISP_TO_FUZZY(Error));
TemperatureErrorDelta := FuzzyController(CRISP_TO_FUZZY(ErrorDelta));
FuzzyError := FuzzyController(TemperatureError, TemperatureErrorDelta);
// 计算模糊输出
FuzzyOutput := FuzzyController(FuzzyError);
// 将PID输出和模糊输出结合起来
Output := PIDOutput * (1.0 - FuzzyOutput) + FuzzyOutput * Output;
// 限制输出值的范围在0~MaxOutput之间
IF Output < 0.0 THEN
Output := 0.0;
END_IF;
IF Output > MaxOutput THEN
Output := MaxOutput;
END_IF;
// 将输出值发送给温度控制器
SET_TEMPERATURE_CONTROL(Output);
// 记录上一次误差
LastError := Error;
// 等待下一次循环
DELAY_MS(1000);
END_WHILE;
END_PROGRAM
```
需要注意的是,上面的代码中使用了一个名为`FUZZY_CONTROLLER`的自定义函数块,它是一个模糊控制器。你需要根据你的实际情况编写这个函数块。另外,`GET_TEMPERATURE()`和`SET_TEMPERATURE_CONTROL()`是获取当前温度值和控制温度的函数,你需要根据你的实际情况编写这两个函数。
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