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

2、模型并用MATLAB进行仿真设计。首先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;FISAbstractTh

3、ispaperisprimarilyontheappliedfuzzycontroltheorycontrollevelinthereservoirsystem,firstintroducedindetailthefuzzycontroltheoryofknowledge,andThenputforwardtorealizethecontrolofthewaterlevelinthewatertankschemeusingfuzzytheory,finallysimulationdesignofmathematicalmod

4、eloffuzzycontrollerwithMATLABbasedonthewatertankwaterlevel.Firstly,accordingtothesystemstructureofdoubletank,transferfunctionisobtainedthroughthecalculationofmathematicalmodel.ThenusetheMatlabtoolboxtodesignthefuzzycontroller,includingthefollowingthreesteps:(1)Dete

5、rminethestructureoffuzzycontroller;(2)Fuzzyinputandoutput;(3)Designoffuzzyreasoninganddecisionalgorithms.Finally,byusingtheMATLABfuzzylogictoolboxandSIMULINKcombinationfunction,ComparethesimulationresultofconventionalPIDcontrolandfuzzycontrolfordual-tanksystem.Byco

6、ntrasttoconventionalPIDcontrolandfuzzycontrolsimulationresults,wecanseethefuzzycontrolovertheconventionalPIDcontrolwithfastresponse,strongadaptability,robustness,andovershootadvantagesofasmallstableforalongtime,showingtheexpectedgoodsteadyperformance.KeyWords：Level

7、control;Fuzzycontroller;Fuzzyrules;FIS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

8、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223.2Matlab下模糊控制器的设计243.2.1确定模糊控制器的结构243.2.2输入输出的模糊化