基于PID控制器和模糊逻辑控制器的D6114柴油机速度控制

基于PID控制器和模糊逻辑控制器的D6114柴油机速度控制

提出结合模糊自整定PID控制器和经典PID控制器，以解决D6114柴油机转速控制中系统的非线性和不确定性。利用系统识别技术建立柴油机数学模型，并对阶跃输入输出响应系统进行仿真。

在加载和卸载条件下，柴油机运行非常稳定，减少了模糊PID整定的计算量。仿真结果表明，模糊PID控制器具有比PID控制器响应速度快的特点。模糊逻辑PID控制器具有在线下运作的同时对自身进行调整的能力。同样，模糊自整定PID控制器也具有比PID控制器响应速度更快的特点。

PID控制器在柴油机控制器应用中所占的份额为90%～99%。其原因：①PID控制器的鲁棒性、设计简单；②具有控制和系统响应参数之间明确的关系；③许多PID整定技术得到推广；④由于PID控制器具有灵活性，其可以从技术进步中获益。PID控制器是最经典的工业控制器，具有特殊的程序自动参数调整和校正。然而，PID控制器不能提供所有控制问题的一般解。通过优化的PID控制器算法包含3个参数，可以得到特定工况要求的控制作用。该控制器在超过设定点和系统振荡时，被认为会出现响应错误。

利用Matlab程序得出模糊自整定PID控制器的响应。创建2个输入和3个输出模糊控制器，以及确定的内部函数和模糊规则。

模拟柴油机系统调速性能，结果显示，模糊自整定PID控制器响应速度明显比常规PID控制器的速度快。

可以证明，模糊自整定PID控制器用于柴油机速度调节，能够提高系统瞬态性能，并且系统响应更快。

11thIEEEInternational Conference on Mechatronics andAutomation,IEEE ICMA2014，Tianjin, China，August3,2014-August 6,2014.

编译：袁建昆