模糊pid控制器设计答辩ppt

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1、2011届毕业设计题目：模糊PID控制器设计专业：自动化工程系姓名：高琦指导教师：郭丹天津理工大学中环信息学院论文提纲1.总体方案设计2.电锅炉温度控制器的设计3.电锅炉温度控制系统的MATLAB建模4.电锅炉温度控制器的仿真5.电锅炉温度控制器的功能及指标参数6.结论第一章.总体方案设计电锅炉是将电能直接转化为热能的一种能量转换装置。其工作原理与传统意义上的锅炉有相似之处，从结构上看也有“锅”和“炉”两大部分。“锅”是指盛放热介质(一般是水)的容器，而“炉”这里指加热水的电热转换元件。在生产过程

2、，控制对象各种各样，理论分析和试验结果表明：电加热装置是一个具有自平衡能力的对象，可用二阶系统纯滞后环节来描述，而二阶系统，通过参数辨识可以降为一阶模型。因而一般可用一阶惯性滞后环节来描述温控对象的数学模型。锅炉控制作为过程控制的一个典型，动态特性具有大惯性大延迟的特点，而且伴有非线性。1.1被控对象的介绍1号方案：PID控制是经典控制理论中最典型的控制方法，对工业生产过程的线性定常系统，大多采用经典控制方法，它结构简单，可靠性强，容易实现，并且可以消除稳定误差，在大多数情况下能够满足性能要求。1.2设

3、计方案2号方案：模型参考自适应控制系统是参考模型与控制系统并联运行，接受相同信号r，二者输出信号的差值e(t)=ym(t)-y(t),由自适应机构根据e(t)调整控制器的控制规律和参数，使控制系统性能接近或等于参考模型规定的性能。3号方案：自整定模糊控制是以先验知识和专家经验为控制规则的智能控制技术，可以模拟人的推理和决策过程，因此无须知道被控对象的数学模型就可以实现较好的控制，且响应时间短，可以保持较小的超调量1号方案是经典控制理论中最典型的控制方法，经典控制理论还是现代控制理论，都是建立在系统的精确

4、数学模型基础之上的。对工业生产过程的线性定常系统，大多采用经典控制方法，它结构简单，可靠性强，容易实现，并且可以消除稳定误差，在大多数情况下能够满足性能要求，而且采用PID的单回路系统仍占到总控制回路数的80%～90%。2号方案模型参考自适应控制系统主要了解的问题使怎样设计一个稳定的、具有较高性能的自适应机构（有效算法），对电锅炉温度控制系统不是很合适。3号方案是以先验知识和专家经验为控制规则的智能控制技术，可以模拟人的推理和决策过程，因此无须知道被控对象的数学模型就可以实现较好的控制，且响应时间短，可

5、以保持较小的超调量[9]。因此可采用的控制方案是1号方案和3号方案。由此我们还可以比较自整定模糊PID控制和基本PID控制的优缺点及其实用场合。1.3案比较第二章.电锅炉温度控制器的设计基本PID控制器的原理图2.1基本PID控制器模糊控制的基本思想模糊控制是模糊集合理论中的一个重要方面，是以模糊集合化、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制，从线性控制到非线性控制的角度分类，模糊控制是一种非线性控制；从控制器的智能性看，模糊控制属于智能控制的范畴。2.2模糊控制器设计模糊控制算法的实现模

6、糊控制算法的实现方法目前有三种，即查表法、硬件专用模糊控制器和软件模糊推理等模糊控制器具体设计1.模糊控制器的结构，即根据具体的系统确定其输入、输出变量。2.输入变量的模糊化，也就是把输入的精确量转化为对应语言变量的模糊集合。模糊化设计包含两部分内容，一个是模糊划分设计，解决的是语言变量论域中取模糊量个数的问题。一个是模糊量隶属函数设计，解决的是模糊量的隶属函数形状问题。3.模糊推理算法的设计，即根据模糊控制规则进行模糊推理，包括对多个输入用模糊算子进行处理的过程。4.模糊合成算法的设计，就是对所有模糊

7、规则输出的模糊集合进行综合的过程。MATLAB提供三种合成方法：最大值法max、概率法probor、求和法sum。一般采用最大值法。5.反模糊化方法的设计，它的输入是模糊集合，输出是一个数值。第三章.电锅炉温度控制系统的MATLAB建模MATLAB(MATrixLABoratory，即矩阵实验室)是CleveMoler博士在NewMexico大学讲授线性代数时，发现用高级语言编程极为不便而构思开发的。它是集命令翻译、科学计算于一身的一套交互式软件系统。系统经过几年的试用之后，Moler博士等一批数学家与

8、软件专家组建了一个名为MathWorks的软件开发公司，专门扩展并改进MATLAB，推出了该软件的正式版本。3.1MATLAB7.0及模糊逻辑工具箱介绍除原有的数值计算能力外，还增加了图形处理功能。MathWorks公司于1993年推出了基于Windows平台的MATLAB4.0。MATLAB4.x版在继承和发展其原有数值计算和图形处理能力的同时，还推出了符号计算工具包、Notebook和一个交互式操作的动态系统建模、仿真、分析集成环境Si