模糊PI自適應控制器結合了模糊控制器與傳統PI控制器的優點，能夠使系統具備良好的動態、穩態性能和抗干擾能力。
模糊控制器以誤差和誤差變化作為輸入，實時對PI參數kp、ki進行修改，可以滿足不同時刻對PI參數自整定的要求
基本介紹
- 中文名：PI自適應控制
- 外文名：PI adaptive control
- 領域：工業控制、電力系統
- 本質：PI控制和模糊控制
- 特性1：良好的動態、穩態性能
- 特性2：抗干擾能力強
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簡介
模糊PI自適應控制器結合了模糊控制器與傳統PI控制器的優點，能夠使系統具備良好的動態、穩態性能和抗干擾能力。模糊控制器以誤差和誤差變化作為輸入，實時對PI參數kp、ki進行修改，可以滿足不同時刻對PI參數自整定的要求
PI雖然控制因為其具有結構簡單、容易數位化實現等特點而在正弦波逆變器控制電路中得到了廣泛的套用。但是綜合考慮成本和性能兩方面，如果受電網波動動、噪音等惡劣環境條件的影響,模型結構和參數都有可能會發生變化，那么只採用常規PI控制器,即用固定不變的參數去適應控制參數變化、系統干擾等眾多的控制系統,很難獲得理想的跟蹤效果。
模糊自適應控制的思想是將傳統控制和模糊自適應控制兩者的優點有效的結合,使控制系統既具有模糊控制的強適應性但又有控制的精度高的特點。系統首先通過計算輸入輸出的偏差。及其變化量作為模糊自適應控制器的兩路輸入，建立模糊規則對輸入作合理的邏輯推斷，然後通過反模糊輸出控制變數。
特性
實際中的大多數系統均為非線性系統，如何處理系統不可避免的非線性特性以滿足日益苛刻的設計要求已經成為當今控制系統工程研究的主題，進而促進了不同非線性控制方法的發展。自適應控制、人工神經網路控制、模糊控制等方法被用來設計非線性動態系統的控制器。然而，基於模糊控制、人工神經網路控制的方法對於模糊單元與神經元的逼近能力有著較高的要求。此外，由於對神經網路控制、模糊控制參數的選取沒有通用的指導規則，因此增加了控制器設計過程的複雜度及難度。
PI/PID控制由於其結構上的簡單性及概念上的直觀性，至今仍是實際工程套用中的首選方法。PI控制器除了被套用線上性時變系統及最小相位系統中外，已經有不少研究將其套用在非線性系統及非仿射系統中。目前已經有部分研究提出了調整PI增益的方法，有些學者在PI控制器設計中引入自適應控制的思想，有效的解決了PI增益的更新問題。
PI控制
定義
PI調節器是一種線性控制器，它根據給定值與實際輸出值構成控制偏差，將偏差的比例和積分通過線性組合構成控制量，對被控對象進行控制。
作用：
比例調節作用：按比例反應系統的偏差,系統一旦出現了偏差,比例調節立即產生調節作用用以減少偏差。比例作用大,可以加快調節,減少誤差,但是過大的比例,使系統的穩定性下降,甚至造成系統的不穩定。
積分調節作用：使系統消除穩態誤差,提高無誤差度。因為有誤差,積分調節就進行,直至無差,積分調節停止,積分調節輸出一常值。積分作用的強弱取決於積分時間常數Ti,Ti越小,積分作用就越強。反之Ti大則積分作用弱,加入積分調節可使系統穩定性下降,動態回響變慢。積分作用常與另兩種調節規律結合,組成PI調節器或PID調節器。
組成
簡單說來，PI控制器各校正環節的作用如下：
1．比例環節 即時成比例的反映控制系統的偏差信號，偏差一旦產生，控制器立即產生控制作用，以減少偏差。通常隨著值的加大，閉環系統的超調量加大，系統回響速度加快，但是當增加到一定程度，系統會變得不穩定。
2．積分環節 主要用於消除靜差，提高系統的無差度。積分作用的強弱取決於積分常數，越大，積分作用越弱，反之越強。通常在不變的情況下，越大，即積分作用越弱，閉環系統的超調量越小，系統的回響速度變慢。
套用範圍
適用於具有大慣性，大滯後特性的被控對象。如鍋爐溫度控制，風力發電機功率控制等。
自適應控制
功能
自適應控制的研究對象是具有一定程度不確定性的系統，這裡所謂的“不確定性”是指描述被控對象及其環境的數學模型不是完全確定的，其中包含一些未知因素和隨機因素。
任何一個實際系統都具有不同程度的不確定性，這些不確定性有時突出在系統內部，有時突出在系統的外部。從系統內部來講，描述被控對象的數學模型的結構和參數，設計者事先並不一定能準確知道。作為外部環境對系統的影響，可以等效地用許多擾動來表示。這些擾動通常是不可預測的。此外，還有一些測量時產生的不確定因素進入系統。面對這些客觀存在的各式各樣的不確定性，如何設計適當的控制作用，使得某一指定的性能指標達到並保持最優或者近似最優，這就是自適應控制所要研究解決的問題。
定義
自適應控制和常規的反饋控制和最優控制一樣，也是一種基於數學模型的控制方法，所不同的只是自適應控制所依據的關於模型和擾動的先驗知識比較少，需要在系統的運行過程中去不斷提取有關模型的信息，使模型逐步完善。具體地說，可以依據對象的輸入輸出數據，不斷地辨識模型參數，這個過程稱為系統的線上辯識。隨著生產過程的不斷進行，通過線上辯識，模型會變得越來越準確，越來越接近於實際。既然模型在不斷的改進，顯然，基於這種模型綜合出來的控制作用也將隨之不斷的改進。在這個意義下，控制系統具有一定的適應能力。比如說，當系統在設計階段，由於對象特性的初始信息比較缺乏，系統在剛開始投入運行時可能性能不理想，但是只要經過一段時間的運行，通過線上辯識和控制以後，控制系統逐漸適應，最終將自身調整到一個滿意的工作狀態。再比如某些控制對象，其特性可能在運行過程中要發生較大的變化，但通過線上辯識和改變控制器參數，系統也能逐漸適應。
套用
常規的反饋控制系統對於系統內部特性的變化和外部擾動的影響都具有一定的抑制能力，但是由於控制器參數是固定的，所以當系統內部特性變化或者外部擾動的變化幅度很大時，系統的性能常常會大幅度下降，甚至是不穩定。所以對那些對象特性或擾動特性變化範圍很大，同時又要求經常保持高性能指標的一類系統，採取自適應控制是合適的。但是同時也應當指出，自適應控制比常規反饋控制要複雜的多，成本也高的多，因此只是在用常規反饋達不到所期望的性能時，才會考慮採用。
模糊控制
模糊控制實質上是一種非線性控制，從屬於智慧型控制的範疇。模糊控制的一大特點是既有系統化的理論，又有大量的實際套用背景。模糊控制的發展最初在西方遇到了較大的阻力；然而在東方尤其是日本，得到了迅速而廣泛的推廣套用。
近20多年來，模糊控制不論在理論上還是技術上都有了長足的進步，成為自動控制領域一個非常活躍而又碩果纍纍的分支。其典型套用涉及生產和生活的許多方面，例如在家用電器設備中有模糊洗衣機、空調、微波爐、吸塵器、照相機和攝錄機等；在工業控制領域中有水淨化處理、發酵過程、化學反應釜、水泥窯爐等；在專用系統和其它方面有捷運靠站停車、汽車駕駛、電梯、自動扶梯、蒸汽引擎以及機器人的模糊控制。
模糊控制器包括四部分：
(1)模糊化。主要作用是選定模糊控制器的輸入量，並將其轉換為系統可識別的模糊量，具體包含以下三步：
第一，對輸入量進行滿足模糊控制需求的處理;
第二，對輸入量進行尺度變換;
第三，確定各輸入量的模糊語言取值和相應的隸屬度函式。
(2)規則庫。根據人類專家的經驗建立模糊規則庫。模糊規則庫包含眾多控制規則，是從實際控制經驗過渡到模糊控制器的關鍵步驟。
(3)模糊推理。主要實現基於知識的推理決策。
(4)解模糊。主要作用是將推理得到的控制量轉化為控制輸出。
