基于单轮车辆悬架的Fuzzy-PID控制器设计和仿真
2Fuzzy-PID控制器设计
2．1设计思想
以车身垂直速度与其期望值的差值e及差值变化率ec作为控制器的输入量，根据实际需要的PID控制参数Kp、Ki、Kd相对于e和ec的模糊关系来确定模糊规则，通过在原来的单纯的PID控制器上加入模糊推理器，组成Fuzzy-PID控制器可以对参数进行在线修正，使系统的动态特性明显提高，并且显著的提高了系统的抗干扰能力和鲁棒性，同时可以减少调节的时间。Fuzzy-PID控制器的原理框图如图2所示。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/162108.htm
该系统实现PID参数在线自调整的计算公式为：
式中：KP、KI、KD为控制器的最终控制参数，Kp、Ki、Kd为常规PID控制器参数，kp、ki、kd为模糊推理器的修正参数。
2．2 模糊推理器及模糊规则的建立
模糊推理需要3个步骤：模糊化、模糊推理判断和解模糊化。模糊化过程将实际的输入量转化为模糊量，经过基于模糊规则的模糊推理和判断，最终将模糊量转化为真实量，完成解模糊化的过程，这也是模糊控制器的工作原理及核心。
本文模糊推理器采用双输入、三输出形式，控制器类型选为Mamdani型，解模糊规则选择为Centmid法，输入输出隶属函数均选择为trimf形式。选取输入变量e和ec及输出变量kp的论域均为(-6，6)，模糊子集定义为{NB NM NS O PS PM PB}，选取输出变量ki和kd，ki和kd只取正值，论域为(-3，3)，模糊子集为{O PS PM PB}。通过闭环运行及模拟，观察系统响应曲线，分析得到控制器参数kp、ki、kd对系统的实际影响，结合PID控制器参数整定理论，来确定最终的模糊规则，具体如表1所示。
1)|e|较大时，为尽快消除偏差，提高相应速度，kp应取较大值，ki取0；|e|较小时，为继续消除偏差，并防止超调过大，kp取值应减小，同时ki取小值。
2)e·ec0时，被控量朝着接近给定值的方向变化，若|e|较大，此时kp取中等或小值，ki取中等值，kd取0，以加快控制的动态过程。
3)|e|的大小表示的变化速率，|e|随的增大，kp应减小。
2．3 Fuzzy-PID控制器
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