基于模糊自适应PID控制器的智能供水系统.pdf

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1、—自动控制系统与装置!!!竺三兰竺!AutomaticControISystems＆Equipments基于模糊自适应PID控制器的智能供水系统皮柳杨。陈希有。李红(大连理工大学电气工程学院，辽宁大连116023)摘要：系统采用PLC(ProgrammableLogicController)作为触点和变频器的控制单元。用LabVIEW作为上位机，为系统提供友好的人机交互界面。以模糊自适应PID算法和模糊控制理论为基础，设计了一套优化的智能供水系统。该系统能够减少能量浪费，提高水压稳定性。实验结果表明，该系统运

2、行状况良好，性能优越，验证了其有效性和可靠性。关键词：模糊控制；恒压供水；变频器；人机界面[中图分类号]TP273[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)03—0079-03IntelligentwatersupplysystembasedonthefuzzyadaptivePIDcontrollerPILju—yang，CHENXi—you，LIHong(SchoolofElectricalEngineering，DalianUniversityofTechnology，DalianLia

3、oning116023，China)Abstract：ThesystemadoptsPLC(ProgrammableController)asthecontroller，itisusedtocontrolallcontacts，frequencyinverter．ThispaperadoptstheLabVIEWtoprovidefriendlyman—machineinterface．ItusesthefuzzyadaptivePIDalgorithmandthefuzzycontroltheoryasth

4、econtrolstrategy，thenakindofoptimizationintelligentwatersupplysystemisdesignedbasedonthem．Thismethodcanreduceenergywasteandimprovestabilityofwaterpressure．Asthesystemoperationresultsshows，theperformanceissuperior，thusitCanverifyitsvalidityandreliability．Key

5、words：fuzzycontrol；constantpressurewatersupply；frequencyinverter；Human—machineinterface0引言5min，然后检测管网压力水压信号，如果水水泵长时间工频高速运行，不能保证水压恒定，如果水压不定水压比压不满足系统要稳，就容易造成水锤效应，所以供水系统的要求之一就是要保持求，系统则发出切恒压⋯。为此，在供水系统中，常采用变频调速技术，不仅减小管调用控制算法程序泵或增泵的命令。网阻力，而且输出功率随频率变化而变化，恒定水压的同时也节

6、这样不仅能增强约了电能j。抗干扰性，而且能传统恒压供水系统常常在稳定运行期存在供水压力偏差、抗减少频繁启动，保干扰能力差、调节时间长等不足，造成供水等待时间过长，增加供变频器输出频变频器输出频护电机。为减少率降~Ul0Hz率升到45Hz水管道的损耗，从而加大爆管的几率，并且不利于节能减耗j。工频投入和退出据此，本文研究了一种新型的恒压变频供水系统的智能控制时产生的冲击，在保持频率保持频率策略。基于智能控制的模糊自适应PID控制算法，具有自适应工作5min工作5rain投入时，使变频器工况变换的能力，具有较好的

7、鲁棒性，能够处理高度复杂性和不否否确定性的系统。本文所设计的专家系统正是在模糊自适应PID降低频率运行，退压低于给定><永压高于给出时，使变频器提控制理论基础上建立起来的。本文设计的供水系统使用当前工业主流设备PLC和变频升频率运行，具体切断先开的编编号Ⅳ的水泵流程如图1所示。号为l的水泵切换为工频器，通用性强，采用国际流行的LabVIEW构建虚拟化仪器平台。1．2专家系统{新编号为#N-11系统工作原理新增编号撑Ⅳ+l的I的水泵切为变的设计水泵为变频工作1．1系统设计介绍-Ⅳ．1L鉴!呈控制单元的N=N+t

8、根据各自功能，硬件系统分为：信号检测机构、控制机构、执设计包括两部分：行机构三大部分。信号检测机构包括水位和水压等检测电路；控图1系统运行流程图一是水箱水位控制机构主要包括PLC，上位机；执行机构主要包括水泵和变频器。制，二是管网水压控制，前者可用模糊控制器进行水位控制，后者变频工作时，分别设定下限频率和上限频率，这里本系统设可用模糊自适应PID控制器进行水压控制，图2(a)、(b)分别表置为10H