工业自动化中广泛采用的PID控制，对于非线性，大时滞，强耦合等被控对象控制效果并不理想，也就是说，PID控制器对不同的对象要用不同的参数，而且调整不方便，抗干扰能力差，超调量大；模糊控制的局限性在于它的控制作用只能按挡处理，是一种非线性控制，控制精度不高，存在静态误差，一般在语言变量偏差趋于零时有振荡。这样，将PID控制的优点(控制精度高) 和模糊控制的优势(不依赖于被控对象的数学模型，设计算法简单，易于实现，能够直接从操作者的经验归纳，优化而得到，且适应能力好，抗干扰能力强，鲁棒性好) 相结合，组成一种复合控制器，即模糊PID控制器。实验证明在高速伺服系统中取得了良好的效果。

    一、模糊PID控制原理

    1. PID参数Fuzzy自整定控制原理

    PID参数Fuzzy自整定控制是利用模糊控制器对PID控制器进行参数的在线自整定。其过程是：先找出PID三参数和误差与误差变化率之间的模糊关系，在运行中通过不断检测误差和误差变化，再根据模糊控制原理对上述三参数进行在线修改，以满足不同误差和误差变化时对控制器参数的不同要求。常规PID控制算法为：

式中，ΣE(k)=E(k)+E(k-1)和EC(k)=E(k)-E(k-1) (k=0，1，2)……分别为其输入变量偏差与偏差变化，kp，ki及kd分别为表征其比例，积分及微分作用的参数。Fuzzy自整定PID参数控制器是一种在常规PID控制器的基础上，应用Fuzzy集合理论建立参数kp，ki与kd同偏差绝对值|E|和偏差变化绝对值|EC|间的二元连续函数关系：

并根据不同的|E|，|EC|在线自整参数kp，ki与kd 的Fuzzy控制器。

图1 PID参数Fuzzy自整定控制原理

    2. PID参数Fuzzy整定策略

    一般情况下，在不同|E|，|EC|下被控过程对参数kp，ki与kd的自整定要求可归结为：

    当|E|较大时，为使系统具有良好的快速跟踪性能，避免因E瞬间变化大而引起微分饱和，应取较大的kp与较小的kd。为避免系统响应出现较大的超调，应对积分作用加以限制，通常取ki= 0；根据实际情况也可直接采取P控制。

    当|E|处于中等大小时，为了减小系统的超调同时保证系统的响应速度，kp应取得小些；ki的取值要适当；在这种情况下，kd的取值对系统响应的影响较大，一般取值经验为：|EC|较大时，kd可取稍小；|EC|较小时，kd可取稍大。实际中也可直接采用PD控制。

    当|E|较小时，为使系统具有较好的稳态性能，提高系统的抗干扰性，避免系统振荡，kp与ki均应取得大些。同时为避免系统在设定值附近出现振荡，kd值的选择很关键，可根据|EC|来决定，当|EC|较大时，kd可取稍小；|EC|较小时，kd可取稍大。

    二、P-FUZZY- PI多模多段控制器

    P-FUZZY- PI多模多段控制器是根据不同的条件和要求分段用不同模式进行控制，即当误差大于某一阀值时，用比例控制，以提高系统的响应速度，加快响应过程；当误差小于某一阀值时，切换转入模糊控制，以提高系统的阻尼特性，减小响应