模糊控制在液位控制中的仿真应用设计

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1、吉林化工学院毕业设计模糊控制在液位控制中的仿真应用设计SimulationDesignBasedonFuzzyControllerinLiquidLevelControl学生学号：09510441学生姓名：霍可栋专业班级：自动0904指导教师：吕春兰职称：副教授起止日期：2013.03.04～2013.06.23吉林化工学院JilinInstituteofChemicalTechnology吉林化工学院毕业设计说明书摘要本次设计主要论述了应用模糊控制理论控制水箱液位，详尽的介绍模糊控制理论的相关知识，提出水箱液位模糊控制的方案，建立基于水箱水位的数学模型并用MATLAB进行仿真设计。首先

2、根据双容水箱的系统结构，通过计算得到数学模型的传递函数；然后利用Matlab工具箱设计模糊控制器，具体包括以下三步：（1）确定模糊控制器的结构；（2）输入输出的模糊化；（3）模糊推理决策算法设计；最后分别用常规PID控制与模糊控制对双容水箱系统仿真。通过常规PID控制与模糊控制仿真结果的对比，我们能看出模糊控制较传统的PID控制来讲具有响应速度快、适应性较强，即鲁棒性好、超调量小稳定时间较长等优点，显示出很强的抗干扰性能。关键词：水位控制；模糊控制器；模糊规则;FIS-I-吉林化工学院毕业设计说明书AbstractThispaperisprimarilyontheappliedfuzzy

3、controltheorycontrollevelinthereservoirsystem,firstintroducedindetailthefuzzycontroltheoryofknowledge,andThenputforwardtorealizethecontrolofthewaterlevelinthewatertankschemeusingfuzzytheory,finallysimulationdesignofmathematicalmodeloffuzzycontrollerwithMATLABbasedonthewatertankwaterlevel.Firstly,

4、accordingtothesystemstructureofdoubletank,transferfunctionisobtainedthroughthecalculationofmathematicalmodel.ThenusetheMatlabtoolboxtodesignthefuzzycontroller,includingthefollowingthreesteps:(1)Determinethestructureoffuzzycontroller;(2)Fuzzyinputandoutput;(3)Designoffuzzyreasoninganddecisionalgor

5、ithms.Finally,byusingtheMATLABfuzzylogictoolboxandSIMULINKcombinationfunction,ComparethesimulationresultofconventionalPIDcontrolandfuzzycontrolfordual-tanksystem.BycontrasttoconventionalPIDcontrolandfuzzycontrolsimulationresults,wecanseethefuzzycontrolovertheconventionalPIDcontrolwithfastresponse

6、,strongadaptability,robustness,andovershootadvantagesofasmallstableforalongtime,showingtheexpectedgoodsteadyperformance.KeyWords：Levelcontrol;Fuzzycontroller;Fuzzyrules;FIS-III-吉林化工学院毕业设计说明书目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1模糊控制水箱水位系统概述11.2模糊控制理论简介11.2.1模糊控制理论的产生、发展及现状11.2.2模糊控制理论运用于水箱水位系统控制的意义21.3仿真建模工具软件

7、MATLAB／SIMULINK简介21.4本文的主要任务及内容安排4第二章模糊理论及模糊控制基础62.1模糊理论基础62.1.1从经典集合到模糊集合的转变62.1.2模糊集合的基本概念82.1.3模糊集合的基本运算112.2模糊控制的基础知识132.2.1模糊控制的一般概念142.2.2模糊控制的回顾和展望152.2.3模糊控制系统的结构152.3本章小结20第三章水箱水位模糊控制器的建立223.1双容水箱的动态分析与建模223.2