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2.4 输出量解模糊
依据速度模糊控制参数整定规则确定输出量后,得到的只是一个模糊集合,在实际应用中,必须用一个精确量控制被控对象,在模糊集合中,取一个最能代表这个模糊集合的单值过程称为解模糊裁决。常用的解模糊算法有最大隶属度法、加权平均法等,根据实际情况,采用加权平均法进行解模糊。此时,模糊控制器输出可表示为:
最后,根据式(3)可得到最终的PID控制器参数。模糊PID控制程序流程图如图3所示。
3 实验结果
为了验证参数模糊自整定PID控制器的有效性,对直流电机分别做了常规PID控制和模糊PID控制实验。实验中给定轮速为50 min,图4为采用常规PID控制方法控制的电机转速;图5为采用模糊PID控制方法控制的电机转速。从结果看,采用参数模糊自整定PID算法能够明显降低超调量,加快响应速度,改善控制系统对轮速的控制效果。
4 结 语
机器人运动控制系统是整个Robocup机器人系统的执行机构,在场上的表现直接影响了整个足球机器人系统。以足球机器人为平台,考虑到系统的时滞性和非线性,采用了模糊控制与PID控制相结合的方式,并在自行研制的足球机器人上进行了速度控制的实验研究。结果表明,该方法弥补了常规PID控制应用在机器人运动速度控制时超调量大,响应时间长的缺点,可以取得理想的效果。目前该方法已应用于足球机器人的运动控制,并在第七届中国机器人大赛暨ROBCUP中国公开赛中取得了优异的成绩。