4、FOPID与PID控制器对比及探空火箭散布分析

FOPID与PID控制器对比及探空火箭散布分析

1. FOPID与PID控制器对比

1.1 仿真实现

为了对比FOPID和PID控制器在控制质量和运行时间方面的差异，在Matlab/Simulink环境中进行了仿真。仿真模型的核心是TRAS系统（以灰色标记），其输出包括方位角、俯仰角、方位转速和俯仰转速，后两者仅作参考，方位角和俯仰角用于控制。通过负反馈回路，这两个角度被发送到PID/FOPID控制器。由于系统中存在交叉耦合，使用了四个控制器进行控制，TRAS系统的两个输入分别对两个角度进行控制。

PID和FOPID系数的初始范围由GWO算法确定，具体如下：

KP = [0 : 50], KI = [0 : 50],
KD = [0 : 50], λ = [0 : 1],
μ = [0 : 1]

此外，GWO算法开始时还需指定一些额外参数，如下表所示：
| 参数 | 值 |
| ---- | ---- |
| 狼群数量 | 5 |
| 最大迭代次数 | 200 |

为了评估系统运行质量，使用了以下成本函数：

J = ∫₀^∞ (|ea(t)| + |ep(t)|) dt.

其中，ea(t) 是方位角设定值与实际值的差值，ep(t) 是俯仰角设定值与实际值的差值。

1.2 仿真结果

准备了两种控制方案：
- 方案1：所