直流電動機具有啟動轉矩大、控制性能優等特點。目前直流電機多采用傳統的PID控制，PID控制是最早發展起來的控制策略之一。由于其具有算法簡單、魯棒性好和可靠性高等優點，被廣泛應用于工業過程控制中。但PID控制適合于可建立精確數學模型的確定性控制系統。但實際的工業過程控制系統中存在很多非線性或時變的不確定因素，使得PID控制器的參數整定過程繁瑣。控制效果也因此而受影響。近些年來。隨著現代控制理論、智能控制和計算機技術的飛速發展。出現了很多新型的控制系統。模糊控制就是其中之一。本期帶來基于模糊PID的直流電機Simulink模型的搭建。

1、模糊控制

模糊控制作為目前最具實際意義的智能控制方法之一，以模糊集合論、模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎。實現一步模糊控制算法的過程：獲取被控制量的精確值。將此量與給定值比較得到誤差信號，一般選誤差信號作為模糊控制器的一個輸入量。把誤差信號的精確量進行模糊化變成模糊量。誤差的模糊量可用相應的模糊語言表示，得到誤差的模糊語言集合的一個子集（一個模糊矢量），再由誤差和模糊控制規則（模糊算子）根據推理的合成規則進行模糊決策，得到模糊控制量。

2、基于模糊控制的轉速調節器設計

直流電機控制系統中，外環轉速調節器采用模糊PID控制器．內環電流調節器依然采用傳統PID控制器。從理論上講．模糊控制器的維數越高。控制越精密。但是維數越高。模糊控制規則變得過于復雜，控制算法的實現相當困難。這是目前廣泛應用二維模糊控制器的原因所在。

模糊控制輸出量確定的過程：

①確定輸入與輸出變量的模糊子集和論域及其隸屬度：

②設計模糊推理關系，確定模糊控制規則，以明確模糊關系矩陣：

③模糊決策，確定輸出量在其論域上的模糊矢量：

④模糊判決，即將控制量去模糊化，得到確定的輸出變量。進而得到相應的控制表。

代碼：

3、系統仿真與分析

為分析模糊控制器控制性能．針對直流電機控制系統．利用模糊控制技術設計轉速調節器．電流調節器依然采用傳統PI控制．用Matlab／Simulink仿真工具進行了系統仿真。并和傳統內外環均采用PID控制的系統指標進行了比較。

從仿真結果可以看出。模糊PID控制系統具有超調量小、魯棒性和抗負載擾動能力強的優點。由于模糊PID的設計比較簡單，容易實現，控制效果也更出色。