模糊pid控制在三容水箱液位控制中的应用研究

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1、模糊PID控制在三容水箱液位控制中的应用研究摘要随着生产水平和科学技术的不断发展，现代控制系统的规模日趋大型化、复杂化，控制对象变得越来越复杂，应用常规PID控制，系统的精度和鲁棒性较差。为适应复杂系统的控制要求，人们研制了种类繁多的先进的智能控制器，模糊PID控制器便是其中之一。模糊PID控制结合了PID控制算法和模糊控制方法的优点，在模糊控制中扮演着十分重要的角色。本文介绍了模糊PID控制在三容水箱液位控制系统中的应用。首先介绍了PID控制、模糊控制以及模糊PID的基本原理，建立了三容水箱液位控制系统数学模型，然后利用MATLAB／SimulinkT具对控制对象进行了跟踪设定

2、值、适应对象参数变化和抗扰动特性方面的仿真研究。仿真结果表明：模糊PID控制算法与常规PID算法相比具有鲁棒性强和动态性能好等特点，该控制方法对于三容水箱类系统控制是有效的。关键词：三容水箱系统，PID控制，模糊控制，模糊PID控制，仿真TheApplicationResearchonFuzzyPIDControlinThree．tankWaterLevelControlAbstractWiththedevelopmentofmanufacturinglevelandsciencetechnique，theautomaticcontrolsystemsgetmoreandmore

3、complicatedandsystematic．Whenthecontrolledobjectsbecomecomplicated，thecontrolaccuracyandrobustnessofthenormalPIDdecreases．Inordertomeetthecontrolrequirementofcomplexsystem，variesofadvancedcontrollersaredesigned．FuzzyPIDcontrollerisoneofthem．FuzzyPIDcontrolunitesbothadvantagesofPIDcontrolandfu

4、zzycontrol；itplaysaveryimportanceroleinfuzzycontrolsystem．ThisessayintroducestheapplicationonfuzzyPIDcontrolinthree—tankwaterlevelsystem．Firstly,PIDcontrol，fuzzycontrolandthebasicprinciplesoffuzzyPIDcontrolarcintroducedandthemathmeticmodelofthree．tankwaterIevelcontrolsystemissetup．Andthenthec

5、ontrolsystemissetupbasedonMATLAB／Simulink．Afterthat．fuzzyP1DandthenormalPIDcontrollers’capabilitiesoffollowingset-point，restrainingdisturbsandfittingchangesonprocessmodelarestudiedbysimulationinordertoshowtheircharacteristicandapplicability．TheresultsofsimulationshowthatthefuzzyPIDcontrollerh

6、asimproveddynamicandstaticperformanceofcontrolsystemandhasobtainedgoodcontrolquality．Thatistosay，thiscontrolmethodiseffectiveonsystemssuchasthree-tankwatersystem．Keywords：Three-tankWaterLevelSystem，NormalPIDControl，FuzzyControl，FuzzyPIDControl，Simulation插图清单图1．1三容水箱流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5图

7、1．2三容水箱结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～6图2-l模拟PID控制系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8图2．2数字PID位置型控制示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10图2．3数字PID增量型控制示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ll图2．4模糊控制器的结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17图2．5高斯分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．17图2．6三角分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯