基于伸缩因子的模糊pid自整定液位控制系统研究

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1、武汉科技大学硕士毕业论文第1页摘要常规模糊PID自整定控制器的设计中，量化因子和比例因子是固定不变的，当控制系统逐渐向零误差逼近时，最初给定的输入论域就使得模糊划分显得粗糙，难以取得较高的控制精度。针对这一问题，本文提出一种基于伸缩因子的模糊PID自整定控制方法，该方法一方面引入变论域的思想，使模糊控制器的输入和输出的基本论域随着控制需求按一定准则在适当的时刻进行伸缩变化，具有自适应的能力，由此提高模糊PID控制器的性能；另一方面运用遗传算法优化伸缩因子的参数，从而达到优化模糊控制器的目的。将本文所设计的控制器与PID控制器和常规模糊PID控制器进行比较，仿真结果表明

2、该控制器使控制系统具有良好的快速性、适应性和鲁棒性。为完成本文所设计控制器的验证工作，构建以A3000过程控制系统，SIMATICs7．200及PC／PPI电缆组成的网络控制系统作为实验平台，用MATLAB语言及组态软件一KingView开发控制界面，并将所设计的基于伸缩因子的模糊PID自整定控制器应用在液位控制系统中，实时控制达到了较为理想的控制效果。实验结果证明了该变论域模糊P1D自整定控制器的正确性以及可行性。关键词：模糊PID自整定控制；变论域；伸缩因子；遗传算法；液位系统第1I页武汉科技大学硕士毕业论文AbstractIntheconventionalsel

3、f-tuningfuzzyPIDcontrollerdesign，thequantizingfactorandscalefactorisfixed，whenthecontrolsystemapproachesgraduallytothezeroerror,theinitialinputofagivenfuzzypartitiondomainmakesitrough，itisdifficulttoobtainhighercontrolaccuracy．Tosolvethisproblem，thePIDparametersself-tuningcontrolapproac

4、hbasedontheflexfactorispresentedinthispaper．Ontheonehand，themethodintroducedtheideaofvariabledomain,SOthatthebasicdomainofthefuzzycontroller’Sinputandoutputstretcheschangeswiththecontrolcriteriaatacertaintime，withadaptivecapacity,whichimprovesperformanceofthefuzzyPIDcontr01．Ontheotherha

5、nd，thegeneticalgorithmwasusedtooptimizetheparametersofflexfactor,SOastoachievethepurposeofoptimizingthefuzzycontroller．AndthencomparingwithPIDcontrolandtheconventionalfuzzyPIDcontrolmethod，simulationresultsshowthatthecontrolsystemusingthismethodismorespeed，adaptiveandrobust．ANetworkcont

6、rolsystemconsistingoftheA3000process-controlsystem，SIMATICS7-200andPC／PPIProgrammingcableisintroducedasanexperimentalplatform,andthenthecontrolalgorithmandhuman-computerinterface(HMI)aredevelopedusingMATLABlanguageandtheKingViewconfigurationsoftwarerespectively．ThenthePIDparametersself-

7、tuningcontrolapproachbasedonflexfactorisappliedtothereal．timecontrolforaliquid—levelsystem，anditachievedbettercontroleffect．Theexperimentresultsprovethevalidityandfeasibleofthevariabledomainfuzzyself-tuningPIDcontroller．Keywords：Fuzzyself-tuningPIDcontrol；Variabledomain；Flexfac