模糊PID在水箱过程控制系统中的研究.pdf

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1、·140·内燃机与配件模糊PID在水箱过程控制系统中的研究ResearchonFuzzyPIDinWaterTankProcessControlSystem张燕ZHANGYan（包头轻工职业技术学院自动化学院，包头110142）（TheCollegeofAutomation，BaotouLightIndustryVocationalTechnicalCollege，Baotou110142，China）摘要：常规PID控制器被广泛用于过程控制系统中，但针对工业控制系统中的大时滞、非线性的复杂系统其PID参数较难整定，很难达到预期的控制效果

2、。本文建立了水箱液位系统的数学模型，采用液位一液位串级控制方案，设计了模糊控制器，计算出相应的模糊控制表。使用仿真软件对此串级控制方案进行仿真，分析比较了传统控制和模糊控制的性能，仿真结果表明模糊在动态性能、抗干扰性以及鲁棒性方面都较好。Abstract:TheconventionalPIDcontrolleriswidelyusedinprocesscontrolsystems,butitisdifficulttocontrolthePIDparametersforcomplexsystemswithlargetime-delayand

3、nonlinearityinindustrialcontrolsystems,anditisdifficulttoachievethedesiredcontrolresults.Inthispaper,themathematicalmodeloftankwaterlevelsystemisestablished.Thecascadecontrolschemeofliquidlevelandliquidlevelisadopted.Afuzzycontrollerisdesignedandthecorrespondingfuzzycontr

4、oltableisworkedout.Simulationsoftwareisusedtosimulatethecascadecontrolscheme,andtheperformanceoftraditionalcontrolandfuzzycontrolisanalyzedandcompared.Thesimulationresultsshowthatfuzzyisbetterindynamicperformance,anti-interferenceandrobustness.关键词：PID；模糊控制器；串级控制Keywords:P

5、ID；fuzzycontroller；cascadecontrol1过程控制概述之处，根据工业过程的特征，提出了过程控制策略模型，并当今世界自动化技术的重要性越来越深刻，逐渐成为且对于模型的精读和其他特征的要求比较低，计算起来非[1]国家综合实力的体现，过程控制主要表现为在工业生产常的方便，因此其鲁棒性特别强。的过程中，连续进行控制，也可以是根据一定的周期所进在应用智能控制时，还能够与人工智能充分结合，也行的自动化控制特殊自动化技术中心非常重要的内容，其不需要对模型进行离线计算，对于无法精确的数学模型的明显的特征就是其连续性。过程控制的发

6、展第一个阶段是系统，能够发挥非常好的控制效果。并且技术控制也是控70年代前采用的过程检测控制仪表为基地式仪表，被控制策略最早的发展阶段，其具有许多负面的优势，比如算[2]参数主要是温度、压力、流量和液位四种工艺参数控制，以法较为简单、可靠性比较高，在工业控制中的实际应用也频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论；第二个阶段是非常广泛。70~80年代基于现代控制理论分散式控制系统（DCS），这3模糊控制阶段主要的理论前提是由初期的经典控制理论逐渐的理模糊控制是基于模糊集合的语言规则和推理的一种论基础从早期的经典控制理论逐渐发展到目前的现代控控制

7、方式，属于智能控制的范畴。该方法是以数学等理论制理论，其中包括预测控制和鲁棒控制以及智能控制等策为基础，具体的实现方法也与以往的控制方法有很大的差略，也是当前时期学术界以及工程界非常关心的话题。第异。因此，可以将模糊控制定义为将模糊数学理论应用在三阶段是在90年代以后至目前为止，也就是计算机集成自动控制领域而衍生出的方法。而且模糊控制的出现也离过程控制系统（CIPS）阶段。这一阶段主要的策略包括先进不开社会科技的发展与需求。传统的控制方法多数是根据过程和网络以及数据库技术等，也是实现该阶段控制的前被控制对象的特征来构建数学模型，但是现阶段

8、系统越来提条件。越复杂，数学模型的精确度越来越难以提升，一些实际要2过程控制算法及现状求满足起来难度也越来越大。因此，人们进行了更加广泛当前时期，在过程控制中，配置的最为先进的策略包和深入的研