在本文的上一节中，详细的讨论了工业中应用比较广泛的Pm算法的特点。P控制算法对具有非线性、大时滞、时变、强祸合等特性的被控对象，控制效果并不理想。设计出固定参数的线性PID控制器往往难以得到最优的控制效果;虽然针对这种现象在实际应用中又出现了最优PID，非线性Pm及自适应PID等控制算法。但是从根本上说，由于对PID参数的寻优是对PID三种控制作用的折中及对“干扰抑制整定”和“目标跟踪整定”的折中，其整定出的参数并不是最优的，它受到PID控制规律本身的限制。由于PID控制具有很高的稳态精度，将U型硅碳棒模糊控制器与PID控制结合起来，扬长避短，即具有模糊控制灵活而适应性强可对付系统非线性特性的优点，又具有PID控制精度高的特点，正好可以发挥它们各自的长处。因此，在温度控制系统的设计中引入FUZZY-PID双模控制策略，将大大改善系统控制的动态响应性能。

    本文提出了基于阐值切换的FUZZY-PID双模控制算法，其基本思想是采用PID控制器与U型硅碳棒模糊控制器并联方式，大偏差时采用模糊控制，小偏差则用自整定PID控制，既提高了控制精度，又消除了极限环振荡，从而使二者的优点得以充分发挥，实现最优控制。其控制结构图如图3-3所示。基于阐值切换的双模控制结构具有以下特点:切换是程序根据事先设定的偏差范围自动进行的。系统引入Bang-Bang开关，程序判断偏差E的大小来进行控制模式的切换，当偏差e大于某一阐值时，系统切换到常规U型硅碳棒模糊控制器，在常规U型硅碳棒模糊控制器的作用下，系统可以加快响应速度;当偏差e小于阐值X时，系统切换至常规Pm控制器，在常规PID的控制下，系统的稳态精度可以得到大大的提高，控制过程中可以根据需要启动Pm参数自整定程序，使得Pm参数的整定由控制系统自动完成而不需要人工整定，从而使得这种双模控制器具有响应快、稳态精度高、使用方便的特点。基于闭值切换的双模控制算法简单，实时性好且响应快，能够消除静态误差。切换点成为影响系统性能的关键，过早切换体现不出模糊控制的优点而使超调量过大;过晚则不利于尽快消除稳态误差。www.zbqunqiang.cn