模糊PID步進電機控制器設計30277摘要 123031緒論 3207651.1模糊控制的現狀及發展趨勢 382071.2模糊PID步進電機控制器設計的意義 412241.3模糊PID控制的應用 4193612步進電機特質分析 769072.1步進電機的控制特點 7308332.2步進電機的工作原理 761312.2.1步進電機的基本結構 76222.2.2步進電機的基本工作原理 8219892.2.3步進電機的控制類型 1063943Simulink模糊控制仿真模型 11298883.1步進電機數學模型 1166673.2步進電機控制器設計 13172873.3模糊推理系統構建 14198203.3.1設定e、ec、Kp、Ki、Kd模糊集 14215853.3.2隸屬度函數曲線 14260703.3.3模糊控制規則表 15171153.4模糊PID控制算法 16108753.4.1模糊化 1774903.4.2模糊推理 1758633.4.3清晰化 1818473.4.4PID模糊流程 18258524推理結果仿真對比 20113304.1仿真曲線對比 20119354.1.1階躍上升 20289704.1.2階躍下降 2056464.1.3斜坡曲線 21177964.2仿真分析總結 2129106結束語 22[摘要]在步進電機自動化控制技術中，步進電機自動化控制技術普遍應用在各類有定位要求的自動化領域中，其中關鍵是步進電機本身及其控制形式，步進電機本身特性的限制會導致在運行過程中會遇到失步丟步，這導致在自動化領域中步進電機的應用性能不夠穩定，而步進電機開環控制相較于傳統的PID控制和模糊PID控制比較不能達到與預期結果相近的結果，步進電機還是在開環運行過程中存在丟步現象，而模糊PID閉環控制比傳統PID控制可以更進一步改變步進電機丟步失步的情況現象。目前在實際的自動化應用領域中模糊PID控制相較于傳統PID控制，控制性能比傳統PID更能達到減緩步進電機失步丟步的預期目的，需要進行模糊PID控制才能保證步進電機的穩定運行，在PID控制和模糊控制上也提出了許多相關的研究技術。自動控制技術的高速發展為我國國民經濟帶來了非常大的幫助，自動控制技術的模糊控制和PID控制隨著自動控制原理和計算機控制技術的發展而逐漸成熟。其模糊控制和PID控制在推進發展中起了不可或缺的作用，其模糊控制和PID控制相結合的模糊PID控制也越來越多被世人所關注，模糊控制短短發展的五十多年以來，無論是在國外還是在國內越來越多技術人員對模糊控制的控制結果進行更深的研究。為了使驗證步進電機控制系統的系統性能更加穩定，將模糊PID控制和傳統PID控制進行仿真對比，進一步驗證其模糊PID控制比傳統PID控制運行性能更高。[關鍵詞]：步進電機；PID控制；模糊控制；隸屬度函數；模糊PID控制器

緒論模糊控制的現狀及發展趨勢隨著21世紀的飛速發展，早在一九六五年提出了模糊集合理論，到一九七四年設計出的模糊控制器技術就開始普遍利用于氣鍋爐生產過程控制系統中。經歷了五十多年的發展，模糊控制技術已經取得巨大的改進。模糊控制誕生于二十世紀七十年代，并已經運用于鍋爐等過程控制中去，并展現了優良的控制性能。從二十世紀八十年代后期開始，逐步應用在型樣辨識、汽車操控等領域，模糊控制都獲得了行之有效的成果。在近年來，其理論研究也取得了顯著進展．在近四十年的發展進程中，模糊控制也有一些局限性：(1)控制精度低，性能不高，穩定性較差(2)理論體系不完整(3)自適應能力低REF_Ref22207\w\h[1]。以上的局限性看來，現階段的模糊控制需要更多的控制策略進行融合發展，與一些新的控制算法相結合如遺傳、神經網絡（ＮＮ）等算法相融合，能誕生更高層面需求的應用場景，擴大其巨大的發展空間。隨著我國《中國制造2025》戰略文件的印發，工業智能化時代漸漸成為當今我國制造大國向制造強國的轉變的目標，而步進電機模糊PID控制技術已成為工業4.0時代當中應用廣泛的一種技術。在步進電機應用領域不斷增加的趨勢下，傳統的PID控制技術相較于目前應用行業的進步愈發不能滿足現狀所需要。步進電機控制技術按策略分類可以分成四類：一類是PID控制，一類是自適應控制，一類是矢量控制，一類是智能控制的應用：模糊控制和神經網絡控制。步進電機控制系統從控制方式分析，可以分別為：開環控制系統、閉環控制系統、半閉環控制系統。步進電機的應用場景在工業智能化時代中是非常廣泛的，模糊控制融合PID控制作為其中一種優秀的控制策略，能夠助力工業智能化發展更快速，有利于國民經濟的持續地穩步增長。模糊PID步進電機控制器設計的意義模糊PID控制技術及步進電機相關控制技術的研究發展，一直是工業智能化時代的重要自動控制技術。它結合了模糊控制和PID控制，能夠對步進電機失步丟步的問題進行有效的降低，模糊PID控制對其性能往往也比傳統的PID控制表現更優。根據不同的控制方式使步進電機控制系統在每個應用領域展現的性能差異較大，所以根據以往的同種控制方式不同的控制策略來進行仿真對比，分析結果是否能真正提高步進電機的運行性能，使其現階段固有的問題得到優化，驗證控制策略對控制結果影響大小。步進電機自動化控制技術的研究之路還可以突破。工業智能化的時代到來，步進電機被智能制造行業所大量應用，除了控制方式研究之外，也給步進電機的應用領域拓寬帶來更大的發展機會。模糊PID控制的應用無論是模糊控制還是PID控制在實際應用中都會體現出在自身的缺點，人們為了攻克以上控制技術的缺點，誕生了各種PID相關的改進策略，但仍是不能滿足日新月異的復雜程度越來越高的自動化工業控制要求。模糊控制則是因其特性帶來的不夠優異的控制性能也限制住不能夠勝任現如今各種繁重的任務要求。從PID控制的場合來看，只需要對其返回的量來進行調節便能很好的使其偏差趨向于零，返回的量可以是位置也可以是其速度等。歸根到底，PID是線性控制，在現場實際中大多數都是非線性，如果一味地用線性近似非線性，其控制的精度相對會下降。比例調節（P）：能夠控制調整的快慢程度，使其能夠更加迅速達到預期位置。但比例過大的時候導致超調量增大，系統會不太穩定。積分調節（I）：能夠減少存在的靜態誤差，使之調整后的曲線能夠達到預期目的。但是會導致其調整所需時間增加，超調量增大。微分調節（D）：能夠減少其調整所需的時間，使其能夠更加快速達到預期位置，降低其超調量。其容易遭受干預，當受到干預的時候，D值越大，呈現的曲線系統越不穩定。圖1PID控制系統原理圖單純從模糊控制的場合來看，它是一種能夠基于現場專業技術人員累積的控制經驗為起點預先設定的規則語言的控制，不需要被控對象的準確數學模型便能進行控制過程而且其“魯棒性”強，對智能控制過程累積的經驗出發，建立屬于其控制的語言規則是比較簡易的，很適合作用于不需要被控對象的準確數學模型便能進行的控制過程，其特性不容易掌控或者是變化起伏非常大的被控對象。圖2模糊控制系統原理圖而模糊PID控制現已是步進電機控制策略中比較常用的一種控制策略，如今應用在一些數控機床和具有對系統有定位要求的致力于國民經濟發展應用的機器人工業智能化制造領域，是研究開發人員重點關注的一種控制技術，在步進電機PID控制相關改善技術中，對于步進電機本身的特性導致其丟步失步會對日益復雜的控制任務成果產生較大的影響，所以研究開發人員總是在探索開發一些適用于給步進電機帶來更高性能優化的控制策略。以上的模糊控制和PID控制原理中，都存在自身的優劣性，據此要減少步進電機的失步丟步問題需將模糊控制和PID控制取長補短相輔相成突破其缺點，留存其優點，成就了相比PID控制技術性能更優的模糊PID控制技術。模糊控制和PID控制隨著計算機控制技術和自動控制原理的進步而逐漸成熟。其模糊控制和PID控制在推進發展中起了不可或缺的作用，其模糊控制和PID控制相結合的模糊PID控制也越來越多被世人所關注，模糊控制短短發展的五十多年以來，無論是在國外還是在國內越來越多技術人員對模糊控制的控制結果進行更深的研究。在此文中，為了使驗證步進電機控制系統的系統性能更加穩定，將模糊PID控制和傳統PID控制進行仿真對比，進一步驗證其模糊PID控制比傳統PID控制運行性能更高。

步進電機特質分析步進電機的控制特點對步進電機自身是一種開環控制的電動機，其最能大的特點就是能通過數字脈沖信號來進行控制相對應的角度位移或一段直線距離的位移。相較于傳統的交直流電機，步進電機根據這一特點往往應用于對穩定程度和精確程度需求不高的位置或者速度的開環控制系統中。因步進電機開環控制系統只受到輸入參數進行控制，且在無反饋的情況下，現場實際運行結果時常會與預想的結果不相同，從而步進電機無反饋控制則可能會導致失步丟步的問題。步進電機在實際應用的特點：數字脈沖信號的頻率來決定轉動速度；數字脈沖信號的數量來決定停止位置；數字脈沖信號的順序來決定轉動方向；相較于其他類型電動機，步進電機具有優良的急停性以及反轉等特質；接受到的脈沖數量與角度位移或一段直線距離的位移量成正比。步進電機的工作原理步進電機的基本結構圖3步進電機基本結構定子部位1.定子鐵芯：主要由要求導磁性能好的硅鋼片制成，有8個主極每個主極擁有6個齒牙，共有48齒；2.定子線圈：線圈的位置纏繞在定子的T型結構內；3.前后端蓋：對步進電機內部進行定位封裝，起到封裝固定的效果。轉子部位1.轉子：混合式以永久磁鐵材料為主構成轉子，由兩個帶50齒的杯狀鋼鐵連接轉子軸組合而成，中間夾著永久磁鐵，其兩個杯狀鋼鐵的齒牙相互錯開；2.軸承：圈內與中心曲軸緊密貼合，外圈與定子滑配合；3.轉子軸：與轉子鐵芯、磁鋼片、軸承相串接；4.氣隙：指的是電機的定子部位和轉子部位之間空出來的氣隙距離，均勻是其特點；5.襯套：減小摩擦損耗，方便更換。圖4步進電機刨面圖步進電機的基本工作原理二相（HB）混合型步進電機線圈遵循以下的順次序來進行輪流接通導電，促使每一次的步距角度的前進，只有其中一對線圈進行接通導電，一圈360度，步進的角度為1.8度（二百個脈沖信號）構成一個一圈。當步進電機的定子線圈接通的時候，磁動勢就會從定子線圈產生，與轉子中級的永久磁鐵互相影響從而產生電磁場轉矩，使步進電機的轉子部位產生步進運動。二相（HB）混合型步進電機線圈通電順序：AA—→BB—→A—A→B—B→AA—。當A相線圈接通激磁轉子的時候，A相線圈的N極磁場與轉子的S端磁場相吸齒對齒，而A相另一端N極磁場與轉子的N端磁場互斥齒對槽，同時A-線圈的S極磁場與轉子的N端磁場相吸齒對齒，而A-線圈的S極磁場與轉子的S端磁場互斥齒對槽，兩塊轉子鐵芯的齒與未通電激磁的其他4個極均錯開半個齒的距離。按照通電順序逐步類推都對往前或往后走半個齒的距離也就是1.8度的角度距離。旋轉原理如下圖5。圖5二相（HB）混合型步進電機旋轉原理步進電機的控制類型步進電機根據其控制類型可以分為三種控制方式，分別是開環控制、閉環控制、半閉環控制，最常用的是開環控制和閉環控制，半閉環控制在此不進行贅述。1.步進電機開環控制開環控制下的步進電機并不考慮于轉子的速度和位置等其他因素，其只按照控制脈沖的固有規律來進行控制，此過程無需反饋，這種工作形式只有步進電機能夠適用，這也成為了步進電機的特別之處，步進電機的開環控制，只依賴脈沖信號來進行工作，能夠實現簡單上手的控制，驅動起來比較容易，其價格也比較具有競爭性。圖6步進電機開環控制流程2.步進電機閉環控制閉環控制下的步進電機普遍適用于工作場景精確度要求高的地方，所以采用閉環控制來對后續的脈沖信號序列其進行反饋處理，通過編碼器接收到的反饋再進行適合的一系列處理，根據轉子的位置隨時進行變化控制得出相應的步進電機脈沖信號序列。圖7步進電機閉環控制流程Simulink模糊控制仿真模型步進電機數學模型在實際的智能控制領域應用中，電機是占據控制隊伍的大部分，要對電機求出其精確的數學模型才能夠進行對電機的精準控制。對步進電機求出其相應的精確的數學模型（步進電機傳遞函數）對其簡單化進行處理，忽視其磁滯影響、渦流、電壓恒定、每相氣隙均勻沒有漏磁、各相互感的影響。本仿真設計對型號42HS08二相混合型步進電機進行分析，拿A相來進行分析，等效電路圖如圖9。圖8二相混合型步進電機單相等效電路根據步進電機的電壓平衡方程可得：（1）式3.1中的Lmj表示同相時候的自感，前面提到建模型忽略互感的影響，所以取Lmj。A相的平衡電壓方程為：（2）式3.2中的Ls為自感，跟步進電機的轉子旋轉度數有關。根據Kirchhofflaws可得A、B相的電壓平衡方程:（3）（4）其中的Ua和Ub是A、B兩相的相電壓；La和Lb則是A、B兩相的相電感；ia和ib為A、B兩相的相電流；Km是為反電動勢；m是轉子的齒數；θ是角度位移；ω是轉速。混合型步進電機的轉矩平衡方程表達式為：（5）混合型步進電機的角度關系表達式為：（6）其中，Te代表轉矩；J代表轉子慣量；B代表粘滯阻尼系數；tl代表負載的轉矩。因為通過脈沖信號來進行控制的步進電機是其特點之一，所以接收到一個脈沖就會轉動相應的步距角，假設步進電機的實際角度為θ1，理想角度為θ2，就可得步進電機的傳遞函數：（7）當二相混合型步進電機單相勵磁的時候，運動方程：（8）當t=0，dθ/dt=0的時候，轉子處于平衡時候，運動的增量方程為：（9）因△θ很小，所以sinθ故可以約等于△θ，得：（10）據式3.10可得：（11）對式3.11做LaplaceTransform得：（12）變形后得：（13）將圖9所選電機參數帶入公式，二相混合型步進電機的傳遞函數為：（14）圖942HS08步進電機參數得到了二相混合型步進電機的數學模型（傳遞函數），為傳統PID控制器和模糊PID控制器設計做好了鋪墊，下面需要用到Matlab/Simulink可視化仿真平臺來使用模糊工具箱來構建模糊集，呈現隸屬度曲線，構寫模糊控制規則完成模糊PID控制器的設計。步進電機控制器設計根據二相混合型（HB）步進電機的傳遞函數搭建了步進電機PID閉環控制器Simulink仿真模型如下圖10。圖10基于Simulink的步進電機傳統PID閉環控制器仿真模型為了進一步驗證模糊PID控制相較于傳統PID控制有著更卓越的性能，現采用Simulink的模糊工具箱來進行搭建步進電機模糊PID控制的仿真模型，如下圖11。圖11基于Simulink的步進電機模糊PID閉環控制器仿真模型根據經驗經過多次校調最終確定PID的參數分別為：P=9、I=36、D=0.705，后續搭建模糊推理過程，可通過模糊算法進行在線矯正，保證其驗證的可行性。其圖11的模糊PID控制仿真模型結構原理如圖12所示。圖12模糊PID控制器原理圖模糊推理系統構建設定e、ec、Kp、Ki、Kd模糊集輸入指令“Fuzzy”在Matlab指令行窗口，呼出模糊控制設計界面，開始構建模糊推理系統，根據模糊PID控制器原理圖，可得知模糊控制器的兩個輸入為偏差e和偏差變化ec,三個輸出分別為Kp、Ki、Kd，可設定e、ec、Kp、Ki、Kd的模糊集為：負大、負中、負小、零、正小、正中、正大，也就是對應的NB、NM、NS、Z、PS、PM、PB。兩個輸入e和ec實際論域都設置為[-6,6]，三個輸出Kp、Ki、Kd實際論域都設置為[-3,3]。隸屬度函數曲線通過增加設定了隸屬度函數的個數，并且對輸入和輸出進行了構建設計，隸屬度函數呈現如下（其中Kp、Ki、Kd的負大（NB）、正大（PB）采用高斯函數）：圖13輸入e的隸屬度函數曲線圖14輸入ec的隸屬度函數曲線圖15輸出Kp的隸屬度函數曲線圖16輸出ki的隸屬度函數曲線圖17輸出Kd的隸屬度函數曲線因步距角和信號脈沖成正比，二相混合型（HB）步進電機的步距角為1.8度，則一圈360度的信號脈沖數量為360/1.8=200（個），假設步進電機轉動一圈需要一分鐘（200個信號脈沖/min），預設偏差為[-30,30]脈沖/min，偏差率為[-10，10]脈沖/min。則輸入量化因子為ke則為輸入論域/預設偏差=6/30，Kec則為輸入論域/偏差率=6/10，其選擇比例因子Ku等于3。模糊控制規則表根據前人經驗，可構寫出Kp、Ki、Kd三個參數的模糊控制規則表如下圖所示。圖18Kp、Ki、Kd的模糊PID控制規則表圖19Kp三維控制關系圖圖20Ki三維控制關系圖圖21Kd三維控制關系圖模糊PID控制算法步進電機的步進角度的相關數據被測量傳感器采集后經過與預設值處理后得出偏差E，以及與上一周期的偏差進行運輸得到偏差變化值EC。假如，此刻步進電機走一圈360度，其中丟失了6個步進角度（1個步進角度等于1.8度，一圈360度的步進角度為360除以1.8等于200個步進角度），所以丟失了6個步進角度為6乘以1.8等于10.8度，而上一時刻步進電機丟失了3個步進角度，則偏差E為6，偏差變化值EC為6減3等于3。整個模糊控制算法過程包括模糊化、模糊推理、清晰化，算法過程如下：模糊化因模糊PID控制器設置兩個輸入為偏差E和偏差變化值EC，將其偏差E的隸屬度范圍設置在了[-8，8]，把它分為8個范圍，-8到-6，-6到-4，-4到-2，-2到0，0到2，2到4，4到6，6到8。把-6、-4、-2、0、2、4、6分別為負大、負中、負小、零、正小、正中、正大，也就是對應的NB、NM、NS、Z、PS、PM、PB。假設偏差E等于5，介于PM和PB之間，對應的也屬于PM和PB，其隸屬程度不同，在PM（4）的隸屬程度為（6-5）/（6-4）=1/2，則PB（6）的隸屬程度為（5-4）/（6-4）=1/2，PM和PB之間誰的數值更大就代表哪一邊的隸屬程度更大。如果大于PB（6）則隸屬程度等于1，完全屬于PB，反之同理。假設偏差EC等于-3，介于NS和NM之間，對應的也屬于NS和NM，其隸屬程度不同，在NS（-2）的隸屬程度為（-4+3)/（-4+2）=1/2，則NM（-4）的隸屬程度為（-3+2）/（-4+2）=1/2。模糊推理模糊化推理出E和EC的隸屬程度后，可以根據所構寫的模糊規則表來找對應所需要輸出的隸屬程度，拿Kp模糊控制規則表來舉例，上面說到E屬于PM和PB的隸屬程度值，在PM（4）的隸屬程度為x=1/2（1/2<1），PB（6）的隸屬程度為1/2（1-x）。EC屬于NS和NM的隸屬程度值，在NS（-2）的隸屬程度為y=1/2，則NM（-4）的隸屬程度為1/2（1-y）。相對應的四個隸屬度如下：E在PM的隸屬程度為x，EC在NM的隸屬程度為1-y，那么相應輸出的隸屬度為Z，在Z的隸屬程度為x*(1-y)=0.25；E在PM的隸屬程度為x，EC在NS的隸屬程度為y，那么相應輸出的隸屬度為Z，在NS的隸屬程度為x*y=0.25；E在PB的隸屬程度為1-x，EC在NM的隸屬程度為1-y，那么相應輸出的隸屬度為Z，在Z的隸屬程度為（1-x）*(1-y)=0.25；E在PB的隸屬程度為1-x，EC在NS的隸屬程度為y，那么相應輸出的隸屬度為Z，在NM的隸屬程度為（1-x）*y=0.25；證其四個隸屬度之和：x*(1-y)+x*y+（1-x）*(1-y)+（1-x）*y=1；則輸出的Z的隸屬度之和為：x*(1-y)+（1-x）*(1-y)，輸出的NS的隸屬度之和為：x*y，輸出的NM的隸屬度之和為：（1-x）*y。清晰化對于輸出結果的清晰化也是采取隸屬度分配的方法。首先輸出值假設為[-3，3]，代表的是輸出相應的Kp、Ki、Kd值的取值范圍，劃分7個隸屬程度為對應的NB、NM、NS、Z、PS、PM、PB。把模糊推理的結果的每個不同隸屬度之和乘以相應的隸屬度后相加即可算出清晰化后的值：[x*(1-y)+（1-x）*(1-y)]*Z+（x*y）*NS+[（1-x）*y]*NM。以上模糊推理采用了仿真工具中默認的Mamdani方法，清晰化使用的是重心法公式如下：，其中Zi是模糊論域內的值，μN(Zi)是輸出的隸屬度值之和，Zi*μN(Zi)等于清晰化后的值[x*(1-y)+（1-x）*(1-y)]*Z+（x*y）*NS+[（1-x）*y]*NM。PID模糊流程要實現模糊PID控制就得對它的偏差E和偏差變化值EC進行模糊化，再分別對Kp、Ki、Kd（PID的參數）進行求解，得到Kp1、Ki1、Kd1,再將其套入Kp、Ki、Kd公式里得到調整后的Kp、Ki、Kd。其流程圖如下：圖22PID模糊流程其Mamdani推理過程如下圖23。圖23Mamdani推理過程查看器當e等于1.18，ec等于0.738的時候，對應的步進電機的失步丟步情況，輸入值和反饋值之間的差跟上一輪失步的情況之差模糊化所呈現的數值分別對應PID的每個參數調整后得出的數值，Kp1=-0.573、Ki1=0.573、Kd1=-0.427。根據得到的Kp1、Ki1、Kd1后，可以分析得到經過模糊控制規則得到的三個參數Kp、Ki、Kd,計算公式如下：Kp=Kp1+Kp2；Ki=Ki1+Ki2；Kd=Kd1+kd2；其中Kp2、Ki2、Kd2這三個參數是傳統PID控制里得到的結果參數，作為進行模糊規則推理前的原參數。整個模糊PID控制中，控制器能夠對所構寫的模糊規則表進行處理配對和解析，能夠對傳統PID控制里得到的原參數進行矯正，減少步進電機的失步丟步情況，對其控制性能進一步地提高。推理結果仿真對比仿真曲線對比仿真實驗共準備了三種方式驗證其模糊PID控制相較于傳統PID控制的優越性，旨在相較于單一的驗證方式，多種控制情況的驗證方式更能體現出其模糊PID優秀的控制性能。階躍上升圖24兩條曲線從0到穩態值5的過程中Fuzzy_PID控制曲線的超調量控制在了5.24以內，而傳統PID曲線在這個過程中超調量到達了5.47；在到達穩態值的時間上，Fuzzy_PID控制曲線時間控制在了0.5S，而傳統PID控制曲線時間則在0.9S。而圖25在3S階躍上升，穩態值從5到10的時候，Fuzzy_PID控制曲線比傳統PID控制曲線響應速度快0.7S而且Fuzzy_PID超調量比傳統PID相比小了0.25。圖24階躍上升曲線對比圖25階躍上升后的曲線對比階躍下降圖26與圖24的情況一樣，呈現出的Fuzzy_PID控制曲線的穩態響應速度比傳統PID控制的要快，相應的超調量也比傳統PID控制的超調量要小。圖27在3S階躍從10下降到5時，Fuzzy_PID控制曲線下降的幅度比傳統PID控制要低，而且收斂回來的速度要比傳統PID控制要快，再次證明了模糊PID控制性能的優越性。圖26階躍下降曲線對比圖27階躍下降后曲線對比斜坡曲線根據圖28的曲線對比得知Fuzzy_PID的控制曲線始終比傳統PID控制曲線更快靠近穩態值曲線，而圖29將要到達穩態值的時候始終比傳統的PID控制曲線要快，系統的響應程度明顯更快。圖28斜坡曲線對比圖29斜坡曲線對比仿真分析總結根據以上三種控制情況進行分析，可以分析了解到基于同一步進電機數學模型下的兩種不同的控制策略對比的情況，模糊PID控制對比傳統PID控制有以下幾點優點：控制曲線表明它的響應程度明顯變快。其控制曲線達到穩態值曲線所需相應的時間明顯降低。超調量比傳統PID控制明顯要小，到達穩態值曲線時候能夠與穩態值曲線重合。結束語對作為一名工科學生來說，能夠將理論和實際進行結合檢驗，這個過程就是一個不斷打磨的過程。模糊控制和PID控制各有優缺點，把他們結合到一起就能夠讓模糊控制和PID控制的優缺點互補，相結合所誕生的模糊PID控制技術，對步進電機的傳統PID控制性能有著更優異的性能。但也存在著些許缺點：對初始PID的調節還是需要人工經驗進行調參。隨著自動控制技術的發展，模糊控制和PID控制與其他智能算法相結合的控制技術帶來的的優越性與日俱進，對日新月異的工業智能化的給出復雜任務也有新的控制對策，為智能制造行業提供高效制造的條件，層出不窮的新型控制技術也為帶動國民經濟的持續發展提供強而有力的技術支持。參考文獻鄭海濤,陶媛.模糊邏輯與模糊控制技術的發展與研究[J].數字技術與應用.2012,(02):6-7.顧俊,張宇.模糊控制的應用現狀與發展趨勢[J].化工自動化及儀表.2017,44(09):811-812+9.蕭贊星,袁書生.模糊控制技術的現狀及發展趨勢[J].內江科技.2014,35(01):98-9