模糊pid控制算法c语言

以下是一个简单的模糊PID控制算法的C语言示例代码：

#include <stdio.h>

// 模糊控制器的三个输入变量
float error = 0;
float error_diff = 0;
float error_sum = 0;

// 模糊控制器的输出变量
float output = 0;

// 模糊控制器的PID系数
float kp = 1.0;
float ki = 0.5;
float kd = 0.1;

// 模糊控制器的模糊集合
float e_neg = -10, e_zero = 0, e_pos = 10;
float ed_neg = -10, ed_zero = 0, ed_pos = 10;
float es_neg = -100, es_zero = 0, es_pos = 100;
float out_neg = -1, out_zero = 0, out_pos = 1;

// 模糊控制器的规则库
float rule[3][3][3] = {
    {{out_neg, out_zero, out_zero}, {out_neg, out_zero, out_pos}, {out_neg, out_pos, out_pos}},
    {{out_neg, out_zero, out_zero}, {out_zero, out_zero, out_pos}, {out_pos, out_pos, out_pos}},
    {{out_neg, out_neg, out_zero}, {out_zero, out_pos, out_pos}, {out_pos, out_pos, out_pos}}
};

// 模糊控制器的模糊化函数
float fuzzy(float x, float x_neg, float x_zero, float x_pos) {
    float neg = (x - x_neg) / (x_zero - x_neg);
    float pos = (x_pos - x) / (x_pos - x_zero);
    return (neg < pos) ? neg : pos;
}

// 模糊控制器的去模糊化函数
float defuzzy() {
    float numerator = 0, denominator = 0;
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            for (int k = 0; k < 3; k++) {
                float w = fuzzy(error, e_neg, e_zero, e_pos) * fuzzy(error_diff, ed_neg, ed_zero, ed_pos) * fuzzy(error_sum, es_neg, es_zero, es_pos);
                numerator += w * rule[i][j][k];
                denominator += w;
            }
        }
    }
    return numerator / denominator;
}

int main() {
    // 模拟PID控制循环
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        // 假设当前误差为1，误差变化率为0.1，误差累计为10
        error = 1;
        error_diff = 0.1;
        error_sum = 10;

        // 计算模糊PID控制器的输出值
        output = defuzzy();

        // 根据输出值更新控制量
        // ...
    }

    return 0;
}

在上面的代码中，我们首先定义了模糊PID控制器的三个输入变量（误差、误差变化率和误差累计），以及一个输出变量。然后定义了PID控制器的三个系数（比例系数、积分系数和微分系数），以及控制器的模糊集合和规则库。

在模糊化函数`fuzzy`中，我们使用了三角形隶属度函数来将输入变量模糊化为三个模糊集合（负、零和正），并返回模糊值。

在去模糊化函数`defuzzy`中，我们遍历了所有可能的规则，并计算了每个规则的权重（即三个模糊集合的乘积），然后将所有规则的输出值加权平均作为模糊PID控制器的输出值。

最后，在控制循环中，我们假设当前误差为1，误差变化率为0.1，误差累计为10，并使用模糊PID控制器计算出输出值。根据输出值更新控制量，然后进入下一次循环。