2 模糊PID控制高爐鼓風機防喘振
2．1 模糊PID算法
常規PID控制器以其成熟的技術在工業控制得到廣泛的應用，典型常規PID只能利用一組固定的參數進行控制，不能兼顧動態和靜態性能，魯棒性差，對非線性，時變參數等系統難以獲得控制效果。簡單模糊控制器將采樣時所獲得的誤差及誤差變化信號，根據其模糊化結果查詢模糊控制表，轉換為精確量后，直接作用于被控對象，極易在平衡點附近產生小振幅振蕩，使整個控制系統不能擁有良好的動態品質差。模糊PID控制克服了常規PID控制和簡單模糊控制的缺點。模糊PID控制實質就是模糊控制技術與PID控制結合在一起。
模糊控制是以模糊集合論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎的一種計算機控制方法，作為智能控制的一個重要分支，在控制領域獲得了廣泛應用。模糊控制的核心是模糊控制器，而模糊控制器的關鍵是模糊控制規則的確定，即模糊控制規則表，模糊控制規則表是根據專家或者操作者的手動控制經驗總結出來的一系列控制規則。
常規的二維模糊控制器是以偏差和偏差變化作為輸入變量，因此，一般認為這種控制器具有Fuzzy比例和微分控制作用，而缺少Fuzzy積分控制作用，眾所周知，在線性控制理論中，積分控制作用能消除穩態誤差，但動態響應慢；比例控制作用動態響應快；而比例積分控制作用既能獲得較高的穩態精度，又能具有較快的動態響應。故把PI(PID)控制策略引入模糊控制器，構成Fuzzy-PI(或PID)復合控制，使動靜態性能都得到很好的改善，即達到動態響應快，超調小、穩態誤差小。模糊控制和PID控制結合的形式有多種：
1)模糊-PID復合控制
控制策略是：在大偏差范圍內，即偏差e在某個閾值之外時采用模糊控制，以獲得良好的瞬態性能；在小偏差范圍內，即e落到閾值之內時轉換成PID(或PI)控制，以獲得良好的穩態性能。二者的轉換閾值由微機程序根據事先給定的偏差范圍自動實現。常用的是模糊控制和PI控制兩種控制模式相結合的控制方法稱之為Fuzzy-PI雙模控制。
2)比例-模糊-PI控制
當偏差e大于某個閾值時，用比例控制，以提高系統響應速度，加快響應過程；當偏差e減小到閾值以下時，切換轉入模糊控制，以提高系統的阻尼性能，減小響應過程中的超調。在該方法中，模糊控制的論域僅是整個論域的一部分，這就相當于模糊控制論域被壓縮，等效于語言變量的語言值即分檔數增加，提高了靈敏度和控制精度。但是模糊控制沒有積分環節，必然存在穩態誤差，即可能在平衡點附近出現小振幅的振蕩現象。故在接近穩態點時切換成PI控制，一般都選在偏差語言變量的語言值為零時，(這時絕對誤差實際上并不一定為零)切換至PI控制。
3)模糊一積分混合控制
將常規積分控制器和模糊控制器并聯構成的。
4)參數模糊自整定PID控制
PID控制的關鍵是確定PID參數，該方法是用模糊控制來確定PID參數的，也就是根據系統偏差e和偏差變化率ec，用模糊控制規則在線對PID參數進行修改。其實現思想是先找出PID各個參數與偏差e和偏差變化率ec之間的模糊關系，在運行中通過不斷檢測e和ec，在根據模糊控制原理來對各個參數進行在線修改，以滿足在不同e和ec時對控制參數的不同要求，使控制對象具有良好的動、靜態性能，且計算量小。
2．2 高爐鼓風機防喘振模糊PID控制
PID控制器是一種比例、積分、微分并聯控制器。它是最廣泛應用的一種控制器。PID控制器的數學模型可以用下式表示：

其中：u(t)一控制器的輸出
e(t)一控制器輸入，它是給定值和被控對象輸出值的差，稱偏差信號。
Kp一控制器的比例系數。
Ti一控制器的積分時間。
Td一控制器的微分時間。
利用模糊控制原理和常規PID控制結合在一起，通過知識庫輸出調整PID的參數值，以達到最佳的控制效果。根據鼓風機對象特性和模糊控制設計規則，并規則好的調整方法及調整參數存儲起來。通過對系統偏差△E(k)和系統輸出的識別，以了解被控制對象過程動態特性的變換，在線調整P、I、D 3個參數，使鼓風機調節在防喘振工作區域。它是一種基于啟發式規則推理的自適應技術，其目的就是為了處理過程中出現的不確定性。如圖2所示。