傳統的控制方法均建立在被控對象的精確數學模型之上，隨著系統復雜程度的提高，建立系統的精確數學模型和滿足實時控制要求將越來越難以實現。模糊控制是模擬人的思維方法，無需建立系統精確數學模型，在處理時變和非線性系統上取得了很好的應用效果。很多專家和學者應用模糊控制實現了復雜系統的設計和仿真，如曾鳴等人應用雙模糊控制器用于車輛半主動懸架控制、周妮娜應用于模糊控制器實現對鍋爐除氧系統，張松蘭等人設計了鍋爐汽包水位模糊自適應控制策略，馮冬青等設計了一類時變非線性系統的參數反饋模糊控制器等。
    從設計仿真結果來看，使用單模糊控制器雖然在很多性能上超越了傳統的PID控制，但是對于具體工業系統而言，系統的輸出波形仍然存在著一定的偏差，系統的穩態誤差問題始終沒有得到很好的解決。本文試圖設計一種新的雙模糊控制器，解決系統輸出的穩態誤差問題。

1 雙模糊控制器的設計
    單模糊控制器主要用于快速響應及對大誤差的消除，在單模糊控制器中，將其誤差量化因子Ke增大，從而相當于縮小了誤差的基本論域，增大了對誤差變量的控制作用。同時，將誤差變化率因子Kec增大，以減小超量。將控制量的比例因子Ku減小，以減小系統振蕩。
    雙模糊控制器原理圖如圖1所示。假設變量eo為大、小誤差的臨界值(人為可以根據實際設定)，當系統誤差較大時，用單模糊控制器1控制，以達到快速響應、消除誤差的目的；當系統的誤差較小時，用單模糊控制器2進行控制，從而改善模糊控制器對于系統誤差較小時的控制效果，進而幫助取得較好的控制效果。

    進行仿真時，給定輸入信號為單位階躍信號。控制對象為一典型時變對象，數學模型表示為：，其中，T1、T2為時間常數，分別為100 s和72 s，τ為系統滯后時間10 s，K為比例系數，值為2。該系統是一個大滯后系統，非線性特性，屬于典型的工業控制對象。
    設計雙模糊控制器時，將輸入信號誤差e量化為8個等級，{NB，NM，NS，NO，PO，PS，PM，PB}，誤差變化率ec和輸出變量u量化為7個等級，{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}，誤差e及誤差變化率ec、輸出變量u論域為[-6，6]。誤差e及誤差變化率ec、輸出變量u的隸屬度函數選為梯形隸屬度函數如圖2所示。

    在總結專家經驗和知識的基礎上，得到模糊控制規則表如表1所示。控制規則多少決定了控制系統的精度，控制規則的多少也與輸入輸出變量數目、每一變量的語言值數目等因素有關。本系統共設計了56條規則如表1所示。

    使用的推理方法是最大最小推理法。最終推理結果是以模糊子集的形式來表示系統的輸出量閥門的校正量。閥門不能用這樣的表示方式進行調節，故需進行模糊量的精確化，本設計中采用了重心法來進行解模糊。

2 仿真過程及結果
    利用MATLAB的SIMULINK進行仿真，建立本系統的雙模糊控制器仿真結構圖如圖3所示。仿真結構圖里設計了兩個子系統，見圖3，兩個子系統結構基本一致，只是具體參數選取不同。

    利用SCOPE觀察實驗結果、記錄，對比試驗結果，其中圖4為常規PID控制輸出結果，圖5為模糊控制器輸出結果，圖6為雙模糊控制器輸出結果。

    從結果對照圖來看，系統響應時間的對比：雙模糊控制響應時間最短，模糊控制其次，常規PID控制響應時間最長；常規PID控制到達穩態600 s左右的時間，模糊控制需要400 s到達穩態，而雙模糊控制器不到300 s即可到達穩態。
    常規PID控制存在明顯的超調，模糊控制及雙模糊控制則沒有超調。模糊控制方法和雙模糊控制器方法區別在于，模糊控制器存在2％～5％左右的穩態誤差，而雙模糊控制器在穩態時消除了穩態誤差。

3 結束語
    本文設計實現了一種雙模糊控制器，利用雙模糊控制器完成了對系統的仿真。仿真結果顯示，雙模糊控制器的上升時間短，響應速度快，穩態精度高。從實驗來看，雙模糊控制器可以改善系統的控制精度和穩定性能，若將此理論應用于實際工程，無疑具有很好的應用價值。