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摘要：在工業(yè)生產(chǎn)中，液位控制系統(tǒng)是一種應(yīng)用較為廣泛的控制系統(tǒng)。液位控制系統(tǒng)的對象一般都具有非線性、滯后性以及耦合等特征，這就使得液位控制系統(tǒng)在工業(yè)上的應(yīng)用受到影響。 本文針對水箱液位控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。對于單容水箱液位控制系統(tǒng)，分別采用了傳統(tǒng)PID和模糊PID控制策略進(jìn)行控制；對于雙容水箱液位控制系統(tǒng)，分別采用了單回路控制系統(tǒng)以及串級控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，同樣分別進(jìn)行傳統(tǒng)PID以及模糊PID控制策略的比較。首先通過對單容水箱液位系統(tǒng)以及雙容水箱液位系統(tǒng)工作原理的分析，確定單容水箱數(shù)學(xué)模型以及雙容水箱數(shù)學(xué)模型的結(jié)構(gòu)形式；利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測出兩個系統(tǒng)在開環(huán)運(yùn)行狀態(tài)下的階躍響應(yīng)曲線，并通過對曲線進(jìn)行分析計(jì)算，確定數(shù)學(xué)模型中各個參數(shù)的值，以此建立兩個被控對象的數(shù)學(xué)模型。然后根據(jù)兩種水箱液位控制系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)適合的控制方案以及控制策略，文中詳細(xì)介紹了控制規(guī)則以及傳統(tǒng)PID控制器和模糊PID控制器的整定方法。最后在MATLAB的Simulink環(huán)境下建立系統(tǒng)的仿真模型，得到仿真結(jié)果。根據(jù)不同控制作用下的仿真曲線分析了控制系統(tǒng)的性能，對比分析傳統(tǒng)PID控制及模糊PID控制的控制效果。 關(guān)鍵詞：水箱建模；液位控制；模糊控制；PID控制；MATLAB仿真
目錄 摘要 Abstract 1 引言-1 1.1 課題研究背景及意義-1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢-2 1.3 本文的主要工作-2 2 實(shí)驗(yàn)法建立對象模型-3 2.1 實(shí)驗(yàn)室AE2000過程控制實(shí)驗(yàn)裝置-3 2.2 單容水箱對象模型的建立-4 2.3 雙容水箱對象模型的建立-7 3 經(jīng)典控制及智能控制-11 3.1 經(jīng)典控制——傳統(tǒng)PID控制-11 3.2 模糊控制簡介-11 3.2.1 模糊控制-11 3.2.2 模糊控制器的設(shè)計(jì)-12 3.2.3 模糊PID控制-13 4 單容水箱液位控制系統(tǒng)-14 4.1 單容水箱液位控制系統(tǒng)概述-14 4.2 控制系統(tǒng)的MATLAB仿真-14 4.2.1 傳統(tǒng)PID控制系統(tǒng)的仿真-14 4.2.2 模糊PID控制系統(tǒng)的仿真-17 5 雙容水箱液位控制系統(tǒng)-21 5.1 傳統(tǒng)PID控制系統(tǒng)的MATLAB仿真-21 5.1.1 雙容水箱液位控制系統(tǒng)的單回路控制系統(tǒng)仿真-21 5.1.2 雙容水箱液位控制系統(tǒng)的串級控制系統(tǒng)仿真-22 5.2 模糊PID控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-24 5.2.1 雙容水箱液位控制系統(tǒng)的單回路控制系統(tǒng)仿真-24 5.2.2 雙容水箱液位控制系統(tǒng)的串級控制系統(tǒng)仿真-27 結(jié) 論-28 參 考 文 獻(xiàn)-29 致 謝-30 |
