基于参数自整定的模糊pid控制在水箱控制系统中的应用硕士学位论文

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1、分类号⋯⋯⋯⋯⋯．UDC密级编号幸I匆大学CENTRAI．SOUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题目：学科、专业：⋯基于参熬鱼．整定鲍．攫缒．P!旦．摈封⋯⋯⋯⋯⋯焦．查箱．摈制．垒．绩宴鱼座．用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．捡避燕．本．量．鱼煎馋装置⋯⋯⋯⋯．研究生姓名：⋯⋯⋯⋯⋯⋯一曼支军⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一导师姓名及．专业技术职务⋯⋯⋯⋯一彭⋯舞⋯数⋯援⋯⋯⋯⋯⋯⋯2011年5月MSTHESIS：ApplicationofParameterSelf-TuningFuzzyPIDControlinTankWaterLeVe

2、lControlSystemSpecialty：DeteCtionteChnOIogyandautomatiOndeVicesMasterdegreestudent：LuoWenjunSuperVisor：Pro￡PengHuiSchoolofInf．omationScience&EngineeringCentralSouthUniVers时Changsha，HullanProVince，ChiIlaMay，2011Ⅲ8帆3niij■lⅢ7ⅢⅢ川■I删9⋯川1ⅢY原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进

3、行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：．：墅盘!堑日期：j生L年上月坚日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存

4、学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者繇驰翌导师签d丝望／日二：丛年』月监日摘要水箱液位系统具有时变、非线性、大滞后、不确定性等特性，是过程控制中一种典型的控制对象。通过对水箱液位控制系统的研究，能为工业过程控制的理论发展和实际应用提供重要的指导。本文针对单容水箱液位系统，设计了基于参数白整定模糊PID控制系统，并和传统PID控制、模糊控制的控制效果做了比较，具体包括以下几个方面的内容：本文首先介绍了国内外水箱液位控制研究的发展和现状

5、，阐述了对单容水箱液位系统控制算法研究的实际意义。详细介绍了本课题所涉及的PID控制、模糊控制和模糊PID控制算法的原理和特点，为后面的研究作理论基础的铺垫。简单介绍了本文所用编程软件．虚拟仪器开发软件LabⅥEW的特点和使用方法。接着介绍了固高公司的GWT系列水箱控制系统。阐述了单容水箱液位传感器的标定方法及系统数据采集的实现方法。介绍了单容水箱液位PID控制器及模糊控制器的原理和设计过程，重点介绍了模糊控制规则表的建立方法、模糊控制规则的整定原则以及模糊控制查询表的计算方法。详细阐述了模糊PID控制器的设计过程和参

6、数整定方法，并在此基础上设计了单容水箱液位模糊控制器和参数自整定模糊PID控制器。最后给出了参数自整定模糊PID控制的控制效果和常规PID控制、模糊控制的控制效果比较结果。实验研究结果表明，传统PID控制虽然算法简单易于实现且调整时间较快、精度较高，但是抗干扰能力不强，容易产生振荡。模糊控制具有较为平稳的控制效果，而且鲁棒性较强，但控制精度不太理想，存在一定的静态误差。参数自整定模糊PID控制算法具有更小的超调和更短的调整时间，可以在线调整PID控制的参数，对环境的适应能力强，具有良好的控制精度和动态性能。关键词液位控

7、制，PID控制，模糊控制，参数自整定模糊PID控制ABSTRACTWraterleVelsystemisa咖icalcontrolobjectinprocesscontrolwitllthecharacteristicsoftime—Va巧ing，nonline鸡l鹕edelay，uncertain够Thisp印erproVidesanimportantguidanceforthedevelopmentofindustrialprocesscontroltheoryandpracticalapplicationofth

8、etheo巧throu曲meresearchonwater1evelsystem．Aparameterselft眦1ing如zzyPIDcon打01systemWhichisbasedonsingle．t砌(waterlevelsystemisgiVeninthispaper，andcomparedwithtraditionalP