基于FPGA的溫度模糊自適應PID控制器的設計

溫度是工業生產過程中一個主要的被控參數。目前，大多采用常規PID控制器實現對溫度的控制。PID控制器具有結構簡單、易于實現且魯棒性好、可靠性高等優點，對可建立數學模型的定常系統具有很好的控制效果，但由于實際溫度控制系統工況復雜、參數多變、大慣性、大滯后，常規PID控制器難以對其高精度進行控制。模糊控制魯棒性強，無需被控對象的數學模型，只依賴于操作人員的經驗知識及操作數據，非常適用于控制非線性、時變和滯后系統，但其靜態性能較差，因此應用范圍受很大限制。針對這些問題，這里提出一種基于FPGA的溫度模糊自適應PID控制器設計方案，該方案將傳統PID控制與現代模糊控制相結合，應用模糊推理方法實現對PID參數的自動整定。由此，經MATLAB仿真驗證該控制算法的可行性，將其應用于恒溫箱的溫度控制。該控制器對恒溫箱控制系統的控制效果明顯優于常規PID控制器。