基于模糊自適應pid算法的液位控制系統設計—-wenkub

　

【正文】 工業自動化 涉及到很多內容，具有很多分支 ， 而 過程控制（ process control）可以說是工業自動化 分支 中最重要的一個 。由于液體本身 的 屬性及控制結構摩擦、噪聲等的影響，控制對象具有一定的純滯后和容量滯后的特點，液位上升過程緩慢，呈非線性。 III Level control system design based on fuzzy adaptive PID algorithm Abstract 【 ABSTRACT】 Because of the liquid level system is a nonlinear ,timevarying parameters,much random interfence system, applying the e traditional PID control method is difficult to achieve the ideal results. So we often take the fuzzy PID control method. In this paper, by analysis the twotank water system of AE2021A experimental device, corresponding to fuzzy PID control strategy, cascade control to the dualtank water, master regulator using the fuzzy PID control and vice control using the conventional PID control. Open the MCGS configuration software to achieve the level control of dualtank water level control and records , collecting the corresponding data. Analysis on the basic of these data , summarize the effect of fuzzy PID control. The experimental results show that the fuzzy PID control to control the level of lower water tank having a fast response .It is able to quickly reach the steady state and significant improvements in system performance. 【 KEYWORDS】 fuzzy PID； MCGS； Liquid level control； fuzzy control。 本文通過對 AE2021A 型過程控制裝置中的雙水位控制系統的分析，建立相對應的模糊 PID 控制策略，對雙容水箱進行串級控制，其中主控調節器采用模糊 PID 控制 ，副控調節器 采用常規 PID 控制。 編號 ： 本科畢業設計（論文） 題目： 基于模糊自適應 PID 算法的液位控制系統設計 Level control system design based on fuzzy adaptive PID algorithm 學 院 專 業 班 級 學 號 姓 名 指導教師 職稱 完成日期 I 誠 信 承 諾 我謹在此承諾：本人所寫的畢業論文《 基于模糊自適應 PID 算法的液位控制系統設計 》均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔。在 MCGS 組態軟件運行環境中實現對雙容水箱液位控制系統的 液位控制 ， 并通過 MCGS 組態軟件記錄、采集相應的數據，在 這些數據的基礎上分析、總結模糊 PID 的控制效果。 基于模糊自適應 PID 算法的液位控制系統設計 IV 目 錄 摘 要 ..........................................................................................................................................II Abstract ...................................................................................................................................... III 目 錄 ........................................................................................................................................ IV 1 緒論 ....................................................................................................................................... 1 液位控制的研究背景 ............................................................................................. 1 過程控制的 概述及發展 ......................................................................................... 1 課題研究意義和背景 ............................................................................................. 2 2 液位控制實現所需的硬件與軟件介紹 ............................................................................... 3 系統所需的硬件和軟件 ......................................................................................... 3 系統的設計目的及流程 ......................................................................................... 3 AE2021A 型過程實驗系統的介紹 ........................................................................ 3 MCGS 組態軟件介紹 ............................................................................................. 7 MCGS 組態軟件的特點 .................................................................................. 8 MCGS 的設計 .................................................................................................. 9 MATLAB 仿真軟件 .............................................................................................. 12 3 PID 控制系統 ...................................................................................................................... 14 PID 控制概述 ........................................................................................................ 14 比例 (P)調解 ................................................................................................... 14 積分（ I）調節 ............................................................................................... 15 比例積分（ PI）調節 .................................................................................... 15 比例積分微分（ PID）調節 .......................................................................... 16 數字 PID 控制器 ................................................................................................... 16 PID 控制參數對系統性能的影響 ................................................................. 17 PID 參數的整定 ............................................................................................. 18 過程控制系統的性能指標 ................................................................................... 20 4 模糊 PID 控制系統 ............................................................................................................. 21 模糊控制概況 ....................................................................................................... 21 模糊控制中常用的數學原理 ........................................................................ 23 模糊自適應 PID 控制器的設計 ........................................................................... 25 液位控制系統中的模糊化 ............................................................................ 26 建立模糊推理規則 ........................................................................................ 26 模糊 PID 控制算法 ............................................................................................... 28 5 串級控制系統 ..................................................................................................................... 2