基于MATLAB結(jié)晶器液位模糊控制器設計與仿真

隨著控制理論及系統(tǒng)研究的迅速發(fā)展,對控制效果要求越來越高,控制算法也越來越復雜,因而控制系統(tǒng)的設計也愈加困難。matlab是國際最流行的控制系統(tǒng)計算機輔助設計語言和軟件工具,該文在matlab7.0的基礎上,通過s函數(shù),實現(xiàn)中央空調(diào)模糊控制器的優(yōu)化和仿真。

本文以鋼水液位控制系統(tǒng)為例提出了一種模糊控制方案。介紹了模糊控制器的設計過程并且利用matlab軟件進行了仿真。仿真研究表明與傳統(tǒng)的鋼水液位控制方式相比,模糊控制器可以有效控制生產(chǎn)過程中的變化和干擾。

液位控制由于其應用極其普遍,種類繁多,其中不乏一些大型的復雜系統(tǒng),譬如在石油化工等工業(yè)生產(chǎn)中。它主要有以下幾個特點:1.時滯性很大。在大型、復雜的液位控制系統(tǒng)中,當改變進出容器的液體流量來控制液位時,控制效果在較長的時間后才能得到體現(xiàn),這會使得最后的穩(wěn)態(tài)誤差較大,液位在期望值附近波動。2.時變性。液位控制一般是通過控制液體流入量的大小來控制液位的,流出量是根據(jù)后續(xù)工藝生產(chǎn)的需求而調(diào)節(jié),這種需求的數(shù)量和速度是在不斷變化的。3.非線性。容器內(nèi)液體流出量不僅隨后續(xù)工藝生產(chǎn)需求變化,即使在控制閥門保持不變的情況下,實際的流出量也隨著液位高度的變化而發(fā)生一種非線性的變化。這幾個特點,都嚴重影響pid控制的效果,當實際生產(chǎn)對控制有較高的性能指標要求時,就需要將智能控制方法引入到液位控制系統(tǒng)中來。

針對工業(yè)鍋爐自動控制系統(tǒng)中的水箱系統(tǒng)液位控制問題,提出基于模糊控制器的基礎上,設計實現(xiàn)一種雙模糊控制器。根據(jù)輸出信號的誤差大小分別利用兩個模糊控制器進行控制,控制結(jié)果傳遞給調(diào)節(jié)器,以實現(xiàn)水箱水位不變。從仿真結(jié)果來看,雙模糊控制器有效地減小了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差,響應時間、超調(diào)量、穩(wěn)定時間等性能優(yōu)于傳統(tǒng)的pid控制。

水位控制廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與民用生活.針對水位控制類變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的實際運行情況,本文運用模糊控制理論與最優(yōu)控制方法,以系統(tǒng)效率最大為目標,提出了一種基于plc的水位模糊控制器,它能夠把控制系統(tǒng)用水要求與系統(tǒng)效率優(yōu)化有效的結(jié)合起來,改善了這類系統(tǒng)的控制策略與運行方式,從而較大的提高系統(tǒng)的運行效率.文中同時提出采用plc控制程序來實現(xiàn)該水位模糊控制器的功能,對plc控制程序進行調(diào)試驗證了該水位模糊控制器的節(jié)能效果.

針對鋼水液位控制系統(tǒng)的非線性、時變和大滯后性,提出一種基于微粒群算法的鋼水液位模糊控制器的設計來改變系統(tǒng)的性能,通過仿真分析得出文中采用的控制方案與傳統(tǒng)的pid控制方案相比,具有良好的動靜態(tài)性能。

范文范例學習指導 word整理版 4模糊控制器的設計 4designoffuzzycontrollor 4.1概述(introduction) 隨著plc在自動控制領域內(nèi)的廣泛應用及被控對象的日趨復雜化，plc控 制軟件的開發(fā)單純依靠工程人員的經(jīng)驗顯然是行不通的，而必須要有科學、有效 的軟件開發(fā)方法作為指導。因此，結(jié)合plc可編程邏輯控制器的特點，應用最 新控制理論、技術和方法，是進一步提高plc軟件開發(fā)效率及質(zhì)量的重要途徑。 系統(tǒng)設計的目標之一就是要提高裝車的均勻性，車廂中煤位的高度變化直接 影響裝車的均勻性，裝車不均勻?qū)囕S有很大的隱患。要保持高度值不變就必須 不斷的調(diào)整溜槽的角度，但是，在裝車過程中，煤位的高度和溜槽角度之間無法 建立精確的數(shù)學模型。模糊控制它最大的特點是 [43-45] ：不需建立控制對象精確數(shù) 學模型，只需要將操

利用matlab模糊工具箱以及仿真工具simulink,實現(xiàn)空調(diào)溫度模糊控制器的設計與仿真。設計方法簡單直觀,易于實現(xiàn)。

以恒溫空調(diào)系統(tǒng)為控制對象,對神經(jīng)模糊控制器、常規(guī)模糊控制器和pid控制器進行了數(shù)字仿真,并用單純形法對控制比例因子進行了參數(shù)尋優(yōu),獲得了最優(yōu)參數(shù)和動態(tài)響應曲線;通過對神經(jīng)模糊控制器的優(yōu)化學習,大大提高了神經(jīng)模糊控制器的控制精度和穩(wěn)定性,其性能優(yōu)于最優(yōu)化的pid控制器和最優(yōu)化的常規(guī)模糊控制器,能有效地滿足溫度控制要求,并具有較好的魯棒性;由于神經(jīng)模糊控制器具有模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡的智能,經(jīng)過優(yōu)化學習后,它具有良好的控制性能和自適應能力。

電液比例位置系統(tǒng)是一種典型的非線性時變系統(tǒng),其參數(shù)具有非線性特性,常用的線性化模型基礎上的經(jīng)典控制器,難以取得滿意的控制效果。筆者將模糊控制器應用于電液比例位置系統(tǒng),并采用fpga芯片,通過vhdl語言設計實現(xiàn)了一個二輸入一輸出模糊控制器。實驗結(jié)果表明,控制器推理結(jié)果正確,能夠穩(wěn)定、可靠地工作。

介紹梅鋼2號板坯連鑄機結(jié)晶器液面波動的特點,研究連鑄機結(jié)晶器鋼水液位波動的機理,分析、模擬大量與結(jié)晶器鋼水相關的數(shù)據(jù)并尋找結(jié)晶器液位、拉坯力及速度等之間的聯(lián)系。認為周期性波動的原因是板坯鼓肚和弧形扇形段區(qū)等間距輥子排列造成的,并受到工藝條件的影響。以自動控制為基礎采用先進的控制算法,設計一種有效的結(jié)晶器鋼水液位補償及控制方法,很好地解決了實際生產(chǎn)中鋼水液位波動問題,保障了連鑄生產(chǎn)工藝的順利進行,對結(jié)晶器控制系統(tǒng)的設計及在生產(chǎn)中應用有一定的指導意義。

為了實現(xiàn)視覺導航銑刨機對導航基準線的跟蹤,根據(jù)視覺導航銑刨機對象復雜,作業(yè)環(huán)境存在不確定因素、對象本身存在非線性和大時滯的特點,采用模糊控制方法對銑刨機進行導航;首先對其控制方法進行了研究分析,然后設計了視覺導航銑刨機的模糊控制器,最后在matlab環(huán)境下對控制器性能進行了仿真分析,結(jié)果表明,模糊控制器能較好地實現(xiàn)銑刨機的導航,與傳統(tǒng)控制方法相比,提高了系統(tǒng)抗外部干擾能力和內(nèi)部參數(shù)變化的魯棒性,改善了動態(tài)特性。

該文介紹了電液位置伺服控制系統(tǒng)的組成與工作原理,建立了系統(tǒng)的數(shù)學模型。將模糊控制與pid控制結(jié)合在一起,設計了模糊pid控制器,通過模糊控制器輸出對pid參數(shù)進行在線調(diào)整。利用matlab軟件進行仿真,比較常規(guī)pid控制與模糊pid控制仿真結(jié)果,發(fā)現(xiàn)模糊pid控制器提高了系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)特性。

介紹了電液位置伺服控制系統(tǒng)的組成與工作原理,并建立了系統(tǒng)的數(shù)學模型。將模糊控制與pid控制結(jié)合在一起,設計了模糊pid控制器,即通過模糊控制器輸出對pid參數(shù)進行在線調(diào)整。利用matlab軟件進行仿真,比較常規(guī)pid控制與模糊pid控制仿真結(jié)果,發(fā)現(xiàn)模糊pid控制器提高了系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)特性。

分析了液位水平系統(tǒng)具有非線性、上升時間長、滯后現(xiàn)象的特點，討論了常規(guī)ｐｉｄ控制器在控制中的局限性。在常規(guī)ｐｉｄ控制器的基礎上，引入了模糊邏輯，設計出了一種模糊ｐｉｄ控制器，對ｐｉｄ三個參數(shù)進行了在線整定。實驗結(jié)果表明這種模糊ｐｉｄ控制器具有比常規(guī)ｐｉｄ控制器更優(yōu)良的特性。

時間乘以誤差絕對值積分（itae）的性能指標是一種具有很好工程實用性和選擇性的控制系統(tǒng)性能指標。文章針對純滯后液位控制對象，提出了一種基于itae自整定模糊控制器的設計，并與傳統(tǒng)的pid控制器相比較。結(jié)果表明：該控制器與傳統(tǒng)pid控制器相比，提高了控制系統(tǒng)的自整定能力和魯棒性，改善了系統(tǒng)的靜態(tài)性能和動態(tài)性能。

采用模糊控制算法設計rockwell實驗室的鍋爐液位控制系統(tǒng),以單容下水箱的液位單閉環(huán)控制為例,對其設計過程及控制系統(tǒng)存在問題進行分析,提出了一種建立模糊控制查詢表的簡單方法,并給出了程序設計。實驗結(jié)果表明,單容下水箱的液位模糊控制達到了無超調(diào)控制。

傳統(tǒng)的鍋爐汽包水位的控制大多采用常規(guī)pid控制方式,由于系統(tǒng)的非線性和參數(shù)的不確定性,控制效果不是很理想。為此,采取模糊控制策略對鍋爐汽包水位進行智能控制。進行了汽包水位模糊控制系統(tǒng)的設計,并應用matlab軟件進行仿真。結(jié)果表明,模糊控制可顯著地減小超調(diào)量和響應時間,取得了較好的控制效果。

溫室溫度系統(tǒng)具有大時滯性、大慣性等特點,傳統(tǒng)的控制方法效果不甚理想。為此,提出了一種模糊pid控制方法,可根據(jù)溫度偏差和溫度偏差變化率實時調(diào)整pid參數(shù)。通過matlab仿真表明,該控制方法可以使溫室溫度控制系統(tǒng)動態(tài)響應快、魯棒性強、穩(wěn)態(tài)精度高、超調(diào)量小、抗擾動能力強,具有良好的控制效果。

采用一種建立在連續(xù)輸入輸出論域上的模糊控制器，避免了普通模糊控制器由于論域的離散化而存在的量化誤差。通過采用分級模糊控制的方法進一步提高了系統(tǒng)的控制精度和收斂品質(zhì)。同時還給出了一種自適應控制算法，利用它可以調(diào)整模糊規(guī)則以適應系統(tǒng)的時變性。利用該文的模莫糊控制器對典型非線性時變系統(tǒng)-vvvf液壓電梯的實時控制結(jié)果表明；這種模糊控制器魯棒性好，控制精度高，自適應能力強,具有很高的實用價值。

針對常規(guī)模糊控制技術的不足,從模糊控制的本質(zhì)出發(fā),分析了現(xiàn)有改善模糊控制器性能的方法。在此基礎上,提出了一種變論域模糊控制加pid控制器的方案,設計了相應的控制器,并以中央空調(diào)系統(tǒng)為控制對象進行了仿真實驗。仿真結(jié)果表明,該模糊控制比常規(guī)模糊控制的超調(diào)量小,穩(wěn)態(tài)精度高,抗干擾性較好,模糊控制器的性能得到了較大的提高,而且簡單易行,適合于硬件實現(xiàn)。

通過對噴粉干燥工藝過程的分析,針對傳統(tǒng)的奶粉干燥控制系統(tǒng)存在的問題,提出以排風溫度為主變量對蒸汽閥門進行粗調(diào),以進風溫度為次變量對蒸汽閥門進行微調(diào)的雙閉環(huán)溫度控制系方案.將模糊智能算法與傳統(tǒng)pid控制結(jié)合起來作為主控制器,代替?zhèn)鹘y(tǒng)滯后補償smithpid控制算法,建立了系統(tǒng)的仿真模型,通過matlab仿真實驗證明了此系統(tǒng)具有良好的靜動態(tài)性能.