灰色预测与模糊PID的恒温水浴协同温度控制

作     者：吴敏 翟力欣 李启跃 田光兆 姜玉东 王晓璐 Wu Min;Zhai Lixin;Li Qiyue;Tian Guangzhao;Jiang Yudong;Wang Xiaolu

作者机构：金陵科技学院机电工程学院南京市211169 金陵科技学院智能科学与控制工程学院南京市211169 南京农业大学工学院南京市210095 

基　　金：常州市第十批科技计划项目(国际科技合作/港澳台科技合作)(CZ20220010) 江苏省自然科学基金项目(BK20151099) 

出 版 物：《中国农机化学报》 (Journal of Chinese Agricultural Mechanization)

年 卷 期：2023年第44卷第11期

页      码：123-129,137页

摘      要：为解决传统农业温控系统存在的大惯性、时变非线性和纯滞后性问题,以恒温水浴温度调控系统为研究对象,建立温度调控机构的一阶加纯滞后数学模型。充分考虑PID控制、模糊控制与灰色预测控制各自的优点,仿真评估灰色预测算法预测系统温度的相对残差均值为4.73×10^(-6),方差比为0.001 8,反映出模型预测的可靠性很高;设计将模糊PID作为主控制器,灰色预测算法作为辅助控制器的协同温度控制模型。仿真试验结果表明:灰色预测—模糊PID控制器的超调量相对于传统PID控制器下降0.35%,相对于模糊PID控制器下降0.18%;灰色预测—模糊PID控制器的调节时间相对于传统PID控制器缩短232.8 ms,相对于模糊PID控制器缩短204.9 ms;灰色预测—模糊PID控制器的稳定温度值相对于传统PID控制器减小3×10^(-3)℃,相对于模糊PID控制器没有发生变化;对于相同的扰动信号,灰色预测—模糊PID控制器的调节时间相对于传统PID控制器缩短252.3 ms,相对于模糊PID控制器缩短248.2 ms。灰色预测与模糊PID的恒温水浴协同温度控制与传统PID、模糊PID控制相比,具有更小的超调量、稳态误差和更快的调节速度以及更好的抗干扰性能。

主 题 词：灰色预测 模糊PID 恒温水浴 动态响应特性 抗干扰能力 

学科分类：082804[082804] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 

D　O　I：10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2023.11.019

馆 藏 号：203124716...