雙模糊控制器的水箱液位控制

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(diǎn)，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(chǔ)上，引入了模糊邏輯，設(shè)計出了一種模糊ｐｉｄ控制器，對ｐｉｄ三個參數(shù)進(jìn)行了在線整定。實(shí)驗(yàn)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。

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(shè)計過程并且利用matlab軟件進(jìn)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。

范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo) word整理版 4模糊控制器的設(shè)計 4designoffuzzycontrollor 4.1概述(introduction) 隨著plc在自動控制領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用及被控對象的日趨復(fù)雜化，plc控 制軟件的開發(fā)單純依靠工程人員的經(jīng)驗(yàn)顯然是行不通的，而必須要有科學(xué)、有效 的軟件開發(fā)方法作為指導(dǎo)。因此，結(jié)合plc可編程邏輯控制器的特點(diǎn)，應(yīng)用最 新控制理論、技術(shù)和方法，是進(jìn)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(shè)計的目標(biāo)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(xué)模型。模糊控制它最大的特點(diǎn)是 [43-45] ：不需建立控制對象精確數(shù) 學(xué)模型，只需要將操

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(shè)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。

分析了結(jié)晶器液位控制原理,論述了二維自尋優(yōu)模糊控制器的設(shè)計方法;然后在matlab軟件下對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有超調(diào)小、穩(wěn)態(tài)性能好等特點(diǎn),能滿足結(jié)晶器液位的工藝要求。

液位控制由于其應(yīng)用極其普遍,種類繁多,其中不乏一些大型的復(fù)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(diǎn):1.時滯性很大。在大型、復(fù)雜的液位控制系統(tǒng)中,當(dāng)改變進(jìn)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(shí)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(diǎn),都嚴(yán)重影響pid控制的效果,當(dāng)實(shí)際生產(chǎn)對控制有較高的性能指標(biāo)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。

實(shí)驗(yàn)二水箱液位定值控制系統(tǒng) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1．了解單閉環(huán)液位控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理； 2．了解單閉環(huán)液位控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定方法； 3．研究調(diào)節(jié)器相關(guān)參數(shù)的變化對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及安全注意事項(xiàng) 1．實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1）thj-2高級過程控制系統(tǒng)；2）計算機(jī)，mcgs組態(tài)軟件等； 2．安全注意事項(xiàng)：1）用電安全；2）愛護(hù)儀器設(shè)備； 三、實(shí)驗(yàn)原理 1)常規(guī)控制器 1．比例控制器 控制器是控制系統(tǒng)的心臟。它的作用是將測量變送信號與設(shè)定值相比較產(chǎn)生偏差信 號，并按一定的運(yùn)算規(guī)律產(chǎn)生輸出信號?？刂破鞯妮敵鲆话闼偷娇刂崎y。 比例控制器的輸出與偏差成比例： u(t)=kce(t)+u。 式中，u(t)為控制器輸出信號；e(t)為設(shè)定值與測量變送信號之差，kc為控制器增 益；u。為當(dāng)偏差e(t)為零時的輸出信號值，它反映了比例控

i 摘要 在人們生活以及工業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域經(jīng)常涉及到液位和流量的控 制問題,例如居民生活用水的供應(yīng),飲料、食品加工,溶液過濾,化 工生產(chǎn)等多種行業(yè)的生產(chǎn)加工過程,通常需要使用蓄液池,蓄液池 中的液位需要維持合適的高度,既不能太滿溢出造成浪費(fèi),也不能 過少而無法滿足需求。因此液面高度是工業(yè)控制過程中一個重要的參 數(shù)，特別是在動態(tài)的狀態(tài)下，采用適合的方法對液位進(jìn)行檢測、控制， 能收到很好的效果。pid控制(比例、積分和微分控制）是目前采用 最多的控制方法。 本文主要是對一水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計過程，涉及到液位的動 態(tài)控制、控制系統(tǒng)的建模、pid算法、傳感器和調(diào)節(jié)閥等一系列的知 識。作為單容水箱液位的控制系統(tǒng)，其模型為一階慣性函數(shù)，控制方 式采用了pid算法，調(diào)節(jié)閥為電動調(diào)節(jié)閥。選用合適的器件設(shè)備、控 制方案和算法，是為了能最大限度地滿足系

目錄 第一章概述...........................................................1 1.1題目背景及應(yīng)用意義..............................................1 1.2本文內(nèi)容及工作安排..............................................2 第二章被控對象數(shù)學(xué)建模...............................................3 2.1系統(tǒng)組成........................................................3 2.2被控對象數(shù)學(xué)建模................................................6

對雙容水箱液位控制系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,推導(dǎo)出相應(yīng)的傳遞函數(shù)。通過模糊控制器的使用,完成了對雙容水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計。

時間乘以誤差絕對值積分(itae)的性能指標(biāo)是一種具有很好工程實(shí)用性和選擇性的控制系統(tǒng)性能指標(biāo)。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(shè)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。

本文結(jié)合廠家提出的設(shè)計任務(wù)書要求,提出一種合理可行的空調(diào)模糊控制方案,給出了系統(tǒng)的硬件設(shè)計,并對采用的模糊控制理論進(jìn)行了論述。本系統(tǒng)的全部硬件和部分軟件已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品中得到驗(yàn)證,取得較好效果。

中央空調(diào)模糊控制器的設(shè)計——文章簡單的介紹了中央空調(diào)模糊控制器的設(shè)計。

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(xué)模型。將模糊控制與pid控制結(jié)合在一起,設(shè)計了模糊pid控制器,通過模糊控制器輸出對pid參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整。利用matlab軟件進(jìn)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。

－１３５－ 制工具由模擬儀表到ｄｃｓ，再到計算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)控制；控制要求與控制水平也由原來的 簡單、安全、平穩(wěn)到先進(jìn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、高 產(chǎn)甚至市場預(yù)測、柔性生產(chǎn)。而其中應(yīng)用最 廣泛的就是ｐｉｄ控制器。 一　單容水箱液位控制系統(tǒng)建模 本文研究的被控對象為一單容水箱 （如圖１單容水箱液位開環(huán)控制結(jié)構(gòu)圖）。要 對該對象進(jìn)行較好的計算機(jī)控制，有必要 建立被控對象的數(shù)學(xué)模型。單容水箱是一 個自衡系統(tǒng)。根據(jù)它的這一特性，我們可以 用階躍響應(yīng)測試法進(jìn)行建模。 因?yàn)殚_環(huán)時，單容水箱液位達(dá)到穩(wěn)定 所需時間很長，大約需要４０分鐘，而數(shù)據(jù) 采樣速率為每一秒鐘作一次數(shù)據(jù)記錄，所 得數(shù)據(jù)量很龐大。在此，我們以每分鐘取一 個的方式從中選取數(shù)據(jù)如圖２所示。 由圖２所得到的數(shù)據(jù)，我們可以通過階 躍響應(yīng)法求出單容水箱模型為 通過在ｓｉｍｕｌｉｎｋ下的系統(tǒng)仿真，當(dāng)交 水箱液位控制系統(tǒng) 建模與其ｐｉｄ控制器設(shè)

本文通過對單容水箱的模型分析,論述了自穩(wěn)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的計算方法,討論了兩種pid調(diào)節(jié)對控制對象進(jìn)行自動控制時的參數(shù)整定,并對兩種調(diào)節(jié)進(jìn)行了動態(tài)分析,得出了控制系統(tǒng)的較佳方案。

水位控制廣泛應(yīng)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(shí)際運(yùn)行情況,本文運(yùn)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(biāo),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(yùn)行方式,從而較大的提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率.文中同時提出采用plc控制程序來實(shí)現(xiàn)該水位模糊控制器的功能,對plc控制程序進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證了該水位模糊控制器的節(jié)能效果.

時間乘以誤差絕對值積分（itae）的性能指標(biāo)是一種具有很好工程實(shí)用性和選擇性的控制系統(tǒng)性能指標(biāo)。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(shè)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。

基于水箱液面控制系統(tǒng)參數(shù)不確定性,提出一種改進(jìn)的模型參考自適應(yīng)pid模糊控制方法。該方法用模糊自適應(yīng)pid機(jī)構(gòu)代替常規(guī)的pid機(jī)構(gòu),并用模糊因子自調(diào)整律實(shí)時調(diào)節(jié)pid控制機(jī)構(gòu)的比例kp,提高了pid的調(diào)整精度,獲得了更好的控制性能。仿真結(jié)果驗(yàn)證了其優(yōu)越性。

闡述了液位控制器的設(shè)計,并從實(shí)用性和可靠性角度出發(fā),設(shè)計了能實(shí)現(xiàn)液位自動控制的裝置.該設(shè)計具有抗干擾性強(qiáng),適用范圍廣,液位探測準(zhǔn)確可靠,工作性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn).并且由于無電流直接接觸液體,傳感器使用壽命長,安全性能好.

湖南工程學(xué)院 課程設(shè)計 課程名稱專業(yè)綜合課程設(shè)計 課題名稱單容水箱液位控制 專業(yè) 班級 學(xué)號 姓名 指導(dǎo)教師 2014年6月23日 等級: 湖南工程學(xué)院 課程設(shè)計任務(wù)書 課程名稱專業(yè)綜合課程設(shè)計 課題單容水箱液位控制 專業(yè)班級 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)老師 審批 任務(wù)書下達(dá)日期2014年6月23日 任務(wù)完成日期2014年7月4日 設(shè)計內(nèi)容與設(shè)計要求 主要設(shè)計條件 設(shè)計內(nèi)容： 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，液體貯槽設(shè)備如進(jìn)料罐、成品罐、 中間緩沖容器、水箱等應(yīng)用十分普遍，為保證生產(chǎn)正常進(jìn)行， 物料進(jìn)出需均衡，以保證過程的物料平衡，因此工藝要求貯 槽內(nèi)的液位需維持在某個給定值上下，或在某一小范圍內(nèi)變 化，并保證物料不產(chǎn)生溢出，要求設(shè)計一個液位控制系統(tǒng)。 設(shè)計要求： 1)確定系

肇 螇 螄 袁過程控制綜合訓(xùn)練 蕆課程報告 芅 薂 羈 袈 羇 芁16—17學(xué)年第二學(xué)期 肁課題名稱基于plc和組態(tài)王的 艿系統(tǒng) 蒅姓名 莄學(xué)號 膁班級 蒆 膇成績 膃 芀 袇 薅 袂水箱液位控制系統(tǒng) 芀 羋[摘要]在工業(yè)生產(chǎn)過程中，液位貯槽如進(jìn)料罐、成品罐、中間緩沖器、水箱等 設(shè)備應(yīng)用十分普遍，為了保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，物料進(jìn)出需均衡，以保證過程的物 料平衡。因此，工藝要求貯槽內(nèi)的液位需維持在給定值上下，或在某一小范圍內(nèi) 變化，并保證物料不產(chǎn)生溢出。例如，鍋爐系統(tǒng)汽包的液位控制，自流水生產(chǎn)系 統(tǒng)過濾池、澄清池水位的控制等等。根據(jù)課題要求，設(shè)計一個單容水箱的液位過 程控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能對一個單容水箱液位的進(jìn)行恒高度控制。 莇關(guān)鍵詞：過程控制液位控制pid控制 羅abstract:intheprocessofindus