[发明专利]一种基于模糊PID和滑膜控制复合控制的控制方法

说明书

本发明公开了一种基于模糊PID和滑膜控制复合控制的控制方法，本发明通过采用模糊PID控制算法提高系统的抗干扰能力，并采用滑膜控制减少对模型精度的依赖。仿真实验表明了模糊滑膜PID控制方法相比于模糊PID控制方法，减少了系统的超调量，加强了系统的稳定性与控制效果。包括以下步骤：通过水位传感器获得水位高度；求输入偏差量E和偏差变化率EC，经过量化和模糊化后，通过查询模糊控制表获得模糊控制量；求出K_d、K_i和K_d的值和隶属度；求出控制量y(t)。仿真实验表明了模糊PID和滑膜控制复合控制的控制方法相比于模糊PID的控制方法，减少了系统的超调量，加强了系统的稳定性与控制效果。

技术领域

本发明涉及模糊PID控制技术领域，具体是一种基于模糊PID和滑膜控制复合控制的控制方法。

背景技术

我国是一个农业大国，水稻的种植面积约占粮食总面积的25％，随着水资源的日益匮乏，提高农业灌概的自动化和智能化水平是保证粮食安全和水安全的重要措施。我国的主要粮食作物是水稻、小麦、玉米、大豆和薯类，而水稻的耗水量约占农业用水量的70％。因此在保障产量的前提下，根据水稻的生长特性进行适时、适量的灌溉，既要保证在水稻一直处于良好的生长环境，又能提高水资源的利用率，实现农业灌溉的自动化、精细化、智能化，具有重要研究意义。

对于大田农业而言，大田农业灌溉系统是一个复杂的大惯性、纯延时和非线性系统，难以对其立精确的数学模型，传统的控制方法在实时性和控制精度上已不能满足其控制要求。模糊PID控制是一种基于语言规则的智能控制，不依赖于精确的被控对象模型，具有结构简单、适应性好、鲁棒性强等优点，但现有的模糊PID控制还存在一些不足，比如当误差E较大时，调节时间较长，且精确度较差。因此，设计一种具有快速、高精度主动控温功能的燃料电池温度控制系统及其控制方法，是十分具有研究和应用价值的。

本发明基于模糊PID和滑膜控制复合控制的控制方法，并采用模糊PID和滑模控制相结合的控制算法根据实时水位和预设水位对电机进行实时调节以达到所需的转速，能根据水位需求实现快速，精确的主动控制。

发明内容

为实现上述目的，针对灌溉控制系统具有大时滞、非线性、时变性等特点，本发明提出了一种基于模糊PID和滑膜控制复合控制的控制方法，包括如下步骤：

S1、通过水位传感器获取水位值；

S2、设计模糊PID控制器和滑膜控制器，并给定控制器的初始值；

S3、模糊PID控制器通过E和EC量化和模糊化，查询模糊控制表，获取模糊控制量，并根据模糊控制器的输出不断修改K_p、K_i、K_d值；

S4、引入滑膜控制器，增加滑膜切面来确保在有限的时间可以到达滑模面，实现减小超调量和加速调节过程的目的；

S5、设计权重比例分配器，并调整加权比例系数的大小；

S6、对制订的控制策略进行建模并对其稳定性进行验证。

作为本发明优选的技术方案，步骤S1中，具体的水位值为水位传感器实时测量的水稻田的水位值。