基于Simulink的模糊PID自适应控制系统设计与性能比较MATLAB项目

资 源 简 介

该项目利用Simulink构建模糊PID自适应控制系统，集成传统PID、模糊逻辑控制器和性能比较模块，支持多类型输入信号测试，便于分析控制效果与适应性。

详 情 说 明

基于Simulink的模糊PID自适应控制系统设计与性能比较

项目介绍

本项目采用Simulink搭建了一个模糊PID自适应控制系统，包含传统PID控制器、模糊逻辑控制器(FLC)和系统性能比较三个核心模块。通过设置不同类型的输入信号（如阶跃、正弦信号）和系统扰动，系统能够自动调整PID参数，实现更优的控制效果。项目设计了一个简化的模糊推理系统(FIS)，使用少量输入变量和模糊规则，便于初学者理解模糊控制基本原理。系统可同时输出传统PID和模糊PID的控制效果对比曲线，直观展示模糊PID在响应速度、超调量和稳定性方面的优越性。

功能特性

• 双控制器对比：同时运行传统PID和模糊PID控制器，实现并行性能比较
• 多种输入信号支持：支持阶跃信号（幅度1-5V）、正弦信号（频率0.1-2Hz）等标准输入
• 扰动模拟功能：可添加随机噪声信号（方差0.01-0.1）模拟实际系统扰动
• 自适应参数调整：模糊控制器根据系统误差实时调整PID参数(Kp, Ki, Kd)
• 简化模糊规则库：采用3-5条简单if-then规则，降低理解难度
• 全面性能评估：提供上升时间、调节时间、超调量、稳态误差等关键指标对比

使用方法

1. 打开MATLAB/Simulink环境
2. 加载项目主Simulink模型文件
3. 在模型参数设置界面配置：

- 参考输入信号类型和参数 - 被控对象传递函数参数 - 扰动信号强度（可选）

1. 运行仿真，系统将自动生成对比结果
2. 查看输出图表和分析数据：

- 系统响应对比曲线 - PID参数调整过程曲线 - 误差比较曲线 - 性能指标数值比较表

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Simulink基础模块
• Fuzzy Logic Toolbox（模糊逻辑工具箱）
• 推荐内存：4GB以上
• 磁盘空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件封装了系统的核心功能逻辑，包括仿真参数初始化、被控对象模型建立、模糊推理系统配置、控制器性能评估等关键流程。该文件实现了系统的完整仿真流程控制，能够自动执行传统PID与模糊PID的对比仿真实验，并生成包含响应曲线、参数变化轨迹和性能指标的分析报告。