常规PID控制方案分析所谓PID控制就是一种对偏差信号（）进行比例、积分和微分变换的控制规律，即（）＝p（）＋i0（）d＋dd（）d根据Simulink软件工具的使用方法和真空钎焊炉温度控制系统的数学
模型
关系式（）＝K/（＋s）及ZieglerNichols整定公式所得PID参数（i＝0.5，d＝1，p＝5），得到所示的PID控制仿真结构图。
分析（a）和（b）可知，被控对象数学模型的参数改变时，系统能稳定运行，稳态误差为零，其超调模糊控制仿真结构示意图根据真空钎焊温度控制系统的特点，中的误差、误差变化率和输出量的论域均为[6，6]，描述它们工作状态的词集都为｛负大，负中，负小，零，正小，正中，正大｝，模糊子集的隶属函数选用gauss2mf，采用mamdani推理方法，控制规则共有49条，误差的量化因子为0.1，误差变化率的量化因子为0.05，控制量的量化因子为0.5.
（a）就是数学模型为（）＝10/（ 0.001）时的仿真运行输出曲线示意图，（b）就是数学模型为（）＝8/（ 0.006）时的仿真运行输出曲线示意图。
模糊控制仿真阶跃响应曲线加热设备量分别为114和115.5，其过渡过程时间分别为50，55s.
由此可见，利用PID控制时，其控制性能随数学模型的改变而变化，而且导致性能变差。
模糊（FUZZY）控制模糊控制不用建立数学模型，根据实际系统的输入输出结果数据，参考现场操作人员的运行经验及专家的知识，对系统进行实时控制。针对真空钎焊温度系统非线性和数学模型时变的特点，引入模糊控制，以弥补常规PID控制的局限性3。
根据模糊控制的基本规律，其核心就是模糊控制器（FuzzyControl，简称‘FC’），FC由模糊化接口（FuzzyInterface）、知识库（KnowledgeBase-KB）、推理与解模糊接口组成。模糊化接口的主要作用是将实际的输入量转换为一个模糊矢量，利用模糊子集和隶属函数来完成转化工作。KB由数据库和规则库两部分组成，数据库中存放经过变量论域等级离散化处理以后模糊值的集合，规则是基于专家知识或操作人员长期积累的经验，规则库中存放控制器全部的关系。
采用广泛的二维模糊控制器，根据Simulink软件中模糊逻辑模块使用方法和真空钎焊炉温度控制系统的数学模型关系式（）＝/（＋s），按照实践经验及专家知识所设计的模糊控制器，设计出如所示的模糊控制仿真结构图。
通过分析，可明显地看到模糊控制具有自适应被控对象数学模糊改变的优点，比常规的PID控制响应速度快，且没有超调，但也存在突出的问题，即系统存在稳态误差-8.
4模糊（FUZZY）智能整定PID参数控制真空钎焊炉温度控制系统具有明显的时变性和非线性特点，为此，通过前面两种方案的分析，常规PID控制能消除系统误差，但对数学模型的改变比较敏感，且调节时间较长、超调大；而模糊控制具有调节快速，无超调的优点，但它不能消除系统的静差；如能综合两者的优点，用于真空钎焊温度控制系统中，一定能取得较好的控制性能，为此，选用简单而实用的模糊自适应整定PID参数的控制策略。
模糊自适应整定PID控制系统主要由参数可调的PID和模糊控制系统两部分组成。PID参数模糊自整定是找出PID三个参数p、i、d与误差和误差变化率之间的模糊关系，在运行中通过不断检测和，根据模糊控制原理对p、i、d三个参数进行在线修改，以满足不同和情况下，对控制参数的不同要求。
利用MATLAB中的Simulink仿真工具和FuzzyLo-gicControl工具箱，按模糊控制输入变量和输出变量及控制规则的要求，生成FIS（FuzzyInterfaceSystem）文件和变量4；得到如所示的模糊自适应整定PID仿真结构示意图。
运行所设计的模糊自适应整定PID仿真系统，得到相应的阶跃响应曲线。（a）就是数学模型为（）＝10/（ 0.001）时的仿真运行输出曲线示意图，（b）就是数学模型为（）＝8/（ 0.006）时的仿真运行输出曲线示意图。
分析（a），系统输出的最大值为104，过渡时间为22s；分析（b），系统输出的最大值也是104，过渡时间为23s；充分说明模糊整定PID参数的控制方案具有很好的适应性，并能显著地克服常规PID和模糊控制的局限性，改善系统的动态性能指标。
真空钎焊炉模糊自适应整定PID仿真示意图模糊自适应整定PID控制仿真阶跃响应曲线5结论总之，利用MATLAB所集成的SimuLink仿真软件对真空炉温度控制系统分别采用常规的PID控制方案、模糊控制方案和模糊自适应整定PID控制方案，在相同条件下，分析它们仿真输出结果，结合相应阶跃响应曲线，各自控制性能指标如所示。
三种控制方案性能表（）＝10/（＋0.001）（）＝8/（＋0.006）稳态误差超调量过渡过程时间稳态误差超调量过渡过程时间常规PID01450015.555模糊控制807808模糊智能整定PID04220423模型分析，显然模糊自适应整定PID从系统阶跃响应超调量和调节过渡时间都要优于前两种控制方案，充分说明在真空炉温度控制系统中引入模糊自适应整定PID的必要性。