基于FPGA的温度模糊自适应PID控制器的设计

温度是工业生产过程中一个主要的被控参数。目前，大多采用常规PID控制器实现对温度的控制。PID控制器具有结构简单、易于实现且鲁棒性好、可靠性高等优点，对可建立数学模型的定常系统具有很好的控制效果，但由于实际温度控制系统工况复杂、参数多变、大惯性、大滞后，常规PID控制器难以对其高精度进行控制。模糊控制鲁棒性强，无需被控对象的数学模型，只依赖于操作人员的经验知识及操作数据，非常适用于控制非线性、时变和滞后系统，但其静态性能较差，因此应用范围受很大限制。针对这些问题，这里提出一种基于FPGA的温度模糊自适应PID控制器设计方案，该方案将传统PID控制与现代模糊控制相结合，应用模糊推理方法实现对PID参数的自动整定。由此，经MATLAB仿真验证该控制算法的可行性，将其应用于恒温箱的温度控制。该控制器对恒温箱控制系统的控制效果明显优于常规PID控制器。