基于MATLAB的模糊控制与PID控制系统性能对比分析平台

资 源 简 介

本项目提供完整的MATLAB实现，集成PID控制器（支持Ziegler-Nichols等参数整定方法）与模糊逻辑控制器（可自定义隶属度函数与规则库），内置典型控制系统模型（如二阶系统、时滞系统），便于用户对比分析不同控制策略的性能差异。

详 情 说 明

基于模糊控制与PID控制的系统性能对比分析平台

项目介绍

本项目是一个用于对比分析模糊控制器与PID控制器性能的综合性仿真平台。平台集成了标准PID控制算法和可配置的模糊逻辑控制器，支持对典型控制系统模型进行多种测试场景的仿真分析。通过生成详细的性能指标和可视化结果，帮助用户评估两种控制策略在不同工况下的表现，并为控制器参数优化提供数据支持。

功能特性

• 标准PID控制器：实现比例-积分-微分控制算法，支持Ziegler-Nichols等经典参数整定方法。
• 可配置模糊控制器：提供灵活的隶属度函数（如三角形、梯形、高斯型）定义接口和模糊规则库编辑功能。
• 典型被控对象模型库：内置二阶振荡系统、时滞系统等多种常见控制模型。
• 多场景对比测试：支持阶跃响应测试、抗干扰性能测试以及参数鲁棒性测试。
• 自动化性能分析：计算超调量、调节时间、稳态误差、ISE、ITAE等关键性能指标。
• 结果可视化与报告生成：动态绘制响应曲线，生成对比分析表格和综合性结论报告。
• 参数优化建议：基于仿真结果，提供控制器参数的调整建议。

使用方法

1. 配置被控对象：在脚本中定义系统的传递函数或状态空间表达式。
2. 设置控制器参数：

- 对于PID控制器，输入Kp, Ki, Kd参数。 - 对于模糊控制器，定义输入/输出变量的隶属度函数和模糊规则表。

1. 定义测试场景：指定测试信号（如阶跃幅值）、干扰信号类型与加入时机。
2. 设置仿真参数：配置采样时间与总仿真时长。
3. 运行仿真：执行主程序，平台将自动进行对比仿真。
4. 查看结果：分析生成的响应曲线、性能指标对比表格以及鲁棒性分析报告。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2018b 或更高版本
• 必要工具箱：控制系统工具箱、模糊逻辑工具箱

文件说明

主程序文件整合了平台的核心功能流程，包括初始化系统模型与控制器参数、执行模糊与PID控制的对比仿真、计算各项系统性能指标、绘制动态响应曲线对比图以及生成最终的综合性性能分析报告。