1.课题研究的目的及意义： PID控制是最早发展起来的控制策略之一，由于常规PID具有鲁棒性好，结构简单，易于控制等优点， 对广泛范围工业控制对象能提供令人满意的控制性能, 其性能为工程技术人员所了解, 具有高的效费比, 因此PID 控制器仍在工业控制领域有着广泛的应用,使它特别适于纯一阶或二阶过程。

然而, 常规PID控制器的参数是根据被控对象的数学模型确定的，当被控对象的数学模型是非线性、大滞后、动态变化时，将很难达到理想的控制效果，具有调节时间长、参数整定困难、超调量大等弊端，因此对于工业被控对象广泛存在的高阶, 时延, 非线性等却不能提供好的控制性能。

与常规PID控制相比, 模糊控制有两大不可比拟的优点: 一是模糊控制在许多应用中可以有效且便捷地实现人的控制策略和经验; 二是模糊控制可以不需被控对象的数学模型即可实现较好的控制, 这是因为模糊控制主要是对控制器的研究，被控对象的动态特性已隐含在模糊控制器输入, 输出模糊集及模糊规则中，因此它不依赖于对象的数学模型，对被控对象的非线性、时滞、时变性具有一定的适应能力，对控制系统有较快的响应和较小的超调，但模糊控制的稳态精度不高。

本文对PID控制和模糊控制理论研究的基础上，将常规的PID 控制和模糊控制理论相结合, 构建模糊PID 控制器,来得到更好的控制效果。

2.基本知识： 2.1 常规PID控制理论 PID控制经过半个多世纪的发展，已经成为工业过程控制中生命力最顽强、应用最广泛的基本控制策略。

由于规律简单、鲁棒性好、运行可靠、易于实现等特点，在微处理技术迅速发展的今天，仍是目前工业生产过程控制系统中应用最广泛的一类控制器。

PID调节器实际是一个放大系数可自动调节的放大器，动态时，放大系数较低，可以防止系统出现超调与振荡；静态时，放大系数较高，可以蒱捉到小误差信号，提高控制精度。

PID控制器是把比例、积分和微分作用结合起来，以利用其各自的优点，通过线性组合作为控制器的输出量，作用于被控对象 PID控制器内各环节作用如下所述：（1）比例环节实时地按照一定比例反映系统的偏差量 ，即一旦偏差出现，控制器立即产生控制作用，以减小偏差。

比例系数KP越大，系统的调整时间就越短，稳态误差也越小，但KP过大，会造成超调量过大，引起系统不稳定。

（2）积分环节消除系统的稳态误差，提高系统的无差度。