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摘要:工業(yè)控制中經常采用結構簡單、適應性強的PID控制，但是隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，控制系統(tǒng)日趨復雜化、大型化，采用常規(guī)的PID控制往往難以滿足生產要求。作為工業(yè)生產過程中一個很重要的被控變量，液位控制被用于多個場合，但在實際生產的過程中，液位系統(tǒng)通常是實時變化的，不容易控制精度，采用傳統(tǒng)的PID控制往往難以滿足用戶的需求。因此，在控制理論和技術飛越發(fā)展的今天，自適應控制與PID調節(jié)器相結合，形成了所謂自適應PID控制，其控制器結構簡單、魯棒性好、可靠性高。 本文主要針對基于遺傳算法的自適應PID控制進行了研究，介紹了PID控制器的研究現(xiàn)狀和液位控制的背景，說明了基于遺傳算法的自適應PID控制在液位控制方面的研究價值和實際意義，以單容水箱的液位作為控制對象，分析并建立了控制對象的數(shù)學模型，通過對流量的分析，提出了基于遺傳算法的自適應優(yōu)化控制方法，在Matlab環(huán)境下進行了數(shù)據仿真，仿真結果表明了本文研究的基于遺傳算法的PID控制對于液位系統(tǒng)的控制具有有效性和可靠性，自適應的PID控制的研究是具有意義并且具有極大發(fā)展前景的。 關鍵詞：自適應PID控制；液位控制；遺傳算法
目錄 摘要 abstract 第1章 緒論-1 1.1 課題的研究背景與意義-1 1.1.1 液位控制系統(tǒng)的應用背景-1 1.1.2 液位控制系統(tǒng)的組成-2 1.2 PID控制的研究現(xiàn)狀-3 1.3 研究內容-3 第2章 PID及液位控制-5 2.1 PID控制器的基本概念-5 2.2 PID控制器參數(shù)整定方法-6 2.2.1 PID控制器參數(shù)整定的分類-7 2.2.2 PID控制器參數(shù)整定的基本方法-8 2.3 水箱液位模型建立及分析-9 2.3.1 被控對象模型的分析-9 2.3.2 被控對象模型的建立-10 2.4 液位PID控制仿真-12 2.4.1 PID仿真-12 2.4.2 分析及結論-15 第3章 液位控制器的控制策略及其實現(xiàn)-17 3.1 自適應PID控制的基本理論-17 3.1.1 自適應控制的概念-17 3.1.2 自適應PID控制的概述-17 3.2 基于遺傳算法的自適應PID控制-18 3.2.1 自適應控制的參數(shù)辨識機構-19 3.2.2 自適應控制的尋優(yōu)算法-19 3.2.3 整定具體方案-19 3.3 自適應PID控制器的設計與仿真-21 3.3.1 液位控制的仿真平臺介紹-21 3.3.2 算法仿真-22 第4章 結論與展望-23 4.1 結論-23 4.2 展望-23 參考文獻-25 致謝-27 |
