、ｌ造 訇 似
基于参数自整定模糊ＰＩＤ控制的抗生素发酵罐
温度控制系统
Ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ ｆｅｒｍｅｎｔｏｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｕｔｏ－ｔｕｎｉｎｇ ｆｕｚｚｙ Ｐ＿Ｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ
梁云峰，谷凤民，虎恩典，郭学东
ＬｌＡＮＧ Ｙｕｎ．ｆｅｎｇ，ＧＵ Ｆｅｎｇ—ｍｉｎ，ＨＵ Ｅｎ．ｄｉａｎ，ＧＵＯ Ｘｕｅ—ｄｏｎｇ
（宁夏大学机械工程学院，银川７５００２１）
摘要：针对抗生素发酵过程中的发酵罐温度具有滞后性、非线性以及很难建立精确的数学模型等特 性，本控制系统采用参数自整定模糊ＰＩＤ控制算法对发酵罐的温度进行控制，通过ＭＡＴＬＡＢ仿 真及实践应用表明，参数自整定模糊ＰＩＤ控制有效地改善了传统ＰＩＤ控制的缺陷，保证了发酵 罐温度的精确控制，克服了温度对象时滞特性。同日寸对参数自整定模糊ＰＩＤ控制算法的三种实 现方式进行了论述。 关键词：参数自整定；模糊ＰＩＤ；发酵罐；温度控制系统 中国分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ００９－０１ ３４（２０１ １）９（上）一００６０—０４ Ｄｏｉ：１ ０．３９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１ ００９－０１ ３４．２０１１．９（上）．２０
０引言
温度是抗生素发酵过程中最重要的过程参
数之一，发酵罐温度的控制是发酵控制过程中
的一个重要环节，其控制精度直接影响到发酵 的成败。但是，由于发酵过程中的温度是具有
很大的滞后性、时变性和非线性的受控对象，
再加上发酵过程中温度的变化规律因培养菌种
的不同而不同，因此控制比较困难。传统的ＰＩＤ
控制已不适用于该控制对象。根据该厂的控制
系统的现状和抗生素生产的工艺要求，将ＰＩＤ控 制和模糊控制相结合起来的参数自整定模糊ＰＩＤ
控制用于发酵罐的温度控制，实现在线修正ＰＩＤ
参数。
１发酵罐温度的检测和数学模型的建立
实验一 模糊控制器的MATLAB仿真
一、实验目的
本实验要求利用MATLAB/SIMULINK与FUZZYTOOLBOX对给定的二阶动态系统，确定模糊控制器的结构，输入和输出语言变量、语言值及隶属函数，模糊控制规则；比较其与常规控制器的控制效果；研究改变模糊控制器参数时，系统响应的变化情况；掌握用 MATLAB 实现模糊控制系统仿真的方法。
实验时数：3学时。
二、实验设备：计算机系统、Matlab 仿真软件
三、实验原理
模糊控制器它包含有模糊化接口、规则库、模糊推理、清晰化接口等部分，输人变量是过程实测变量与系统设定值之差值。输出变量是系统的实时控制修正变量。模糊控制的核心部分是包含语言规则的规则库和模糊推理。模糊推理就是一种模糊变换，它将输入变量模糊集变换为输出变量的模糊集，实现论域的转换。工程上为了便于微机实现，通常采用“或”运算处理这种较为简单的推理方法。Mamdani推理方法是一种广泛采用的方法。它包含三个过程：隶属度聚集、规则激活和输出总合。模糊控制器的体系结构如图1所示。
图1 模糊控制器的体系结构
四、实验步骤
（1）对循环流化床锅炉床温，对象模型为
1140130120ss
采用simulink图库，实现常规PID和模糊自整定PID。
（2）确定模糊语言变量及其论域：模糊自整定PID为2输入3输出的模糊控制器。该模糊控制器是以|e|和|ec|为输入语言变量，Kp、Ki、Kd为输出语言变量，其各语言变量的论域如下： Fuzzy controllerFuzzificationDefuzzificationInferencemechanismRule-baseProcessInputsu(t)Outputsy(t)Reference inputr(t) 误差绝对值：e={0，3，6，10}；
误差变化率绝对值：ec={0，2，4，6}；
输出Kp：Up={0，0.5，1.0，1.5}；
pid控制参数的模糊整定方法
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formats andwriting methods,please pay attention! pid控制参数的模糊整定方法
模糊PID控制参数整定方法通过引入模糊逻辑理论，使PID参数的整定过程更加智能化。以下是对该方法的具体阐述：
__________________________________________________
__________________________________________________ MATLAB控制系统与仿真
课
程
设
计
报
告
院 （系）： 电气与控制工程学院
专业班级： 测控技术与仪器1301班
姓 名： 吴凯
学 号： 1306070127
指导教师： 杨洁 昝宏洋
基于MATLAB的PID恒温控制器
本论文以温度控制系统为研究对象设计一个PID控制器。PID控制是迄今为止最通用的控制方法，大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。PID控制器（亦称调节器）及其改进型因此成为工业过程控制中最常见的控制器 (至今在全世界过程控制中用的84%仍__________________________________________________
__________________________________________________ 是纯PID调节器，若改进型包含在内则超过90%)。在PID控制器的设计中，参数整定是最为重要的,随着计算机技术的迅速发展，对PID参数的整定大多借助于一些先进的软件，例如目前得到广泛应用的MATLAB仿真系统。本设计就是借助此软件主要运用Relay-feedback法，线上综合法和系统辨识法来研究PID控制器的设计方法，设计一个温控系统的PID控制器，并通过MATLAB中的虚拟示波器观察系统完善后在阶跃信号下的输出波形。
关键词： PID参数整定 ；PID控制器 ；MATLAB仿真。
Design of PID Controller based on MATLAB
