基于模糊PID雙容水箱控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著時(shí)代的發(fā)展，雙容水箱控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，雙容水箱的控制可以作為研究更為復(fù)雜的非線性系統(tǒng)的基礎(chǔ)，又具有較強(qiáng)的理論性，屬于應(yīng)用基礎(chǔ)研究。同時(shí)，它具有較強(qiáng)的綜合性，涉及控制原理、智能控制、流體力學(xué)等多個(gè)學(xué)科。
　　在實(shí)際工業(yè)過程控制生產(chǎn)中，早期一般都選擇常規(guī)PID算法完成對(duì)液位的控制。常規(guī)PID控制器的核心主要是整定PID的三個(gè)參數(shù)，它有算法簡單、可靠性高等特點(diǎn)。常規(guī)PID控制算法對(duì)液位控制進(jìn)行控制時(shí)，也可獲得

2、比較滿意的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能；不過針對(duì)比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，調(diào)整PID算法的參數(shù)比較難實(shí)現(xiàn)，所以很難實(shí)現(xiàn)理想的控制效果。然而模糊PID控制器自適應(yīng)能力強(qiáng)、控制精度高，可以達(dá)到良好的控制效果。如何設(shè)計(jì)模糊PID控制器，設(shè)計(jì)雙容水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)，從而提高控制算法精度，有效地完成對(duì)液位的控制。
　　在本設(shè)計(jì)中以液位串級(jí)控制系統(tǒng)的水箱作為研究對(duì)象，水箱的液位為被控制量，選擇了電磁閥門作為控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制，建立了單回路液位控制算法、液位串

3、級(jí)控制算法。
　　首先對(duì)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，并采用實(shí)驗(yàn)建模法求取模型的傳遞函數(shù)，分析液位控制系統(tǒng)硬件組成結(jié)構(gòu)。
　　其次，根據(jù)被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型和被控過程特性設(shè)計(jì)液位串級(jí)控制系統(tǒng)，采用動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)對(duì)單回路控制系統(tǒng)，串級(jí)PID控制系統(tǒng)的控制的性能進(jìn)行分析。
　　然后，完成對(duì)模糊PID控制器設(shè)計(jì)，組建液位過程控制系統(tǒng)，通過智能調(diào)節(jié)儀表實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的串級(jí)模糊PID控制。
　　最后，借助數(shù)據(jù)采集模塊﹑OPC軟件和模糊