模糊pid控制在三容水箱系统控制中的应用研究

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1、模糊PII)控制在三容水箱系统控制中的应用研究摘要三容水箱系统是模拟工业中常见的过程控制系统，其主要特点是大惯性、非线性以及强耦合性。对三容水箱系统的分析和控制是具有实际意义的。本文利用流量公式建立并分析了三容水箱系统的数学模型。针对系统存在的非线性耦合特性，采用一种非线性动态解耦的方法对系统进行解耦，此解耦方法的特点是能将上述系统利用非线性补偿的方式使得各回路输入与输出之间完全解耦，从而使系统的精确控制得到保证。本文介绍了传统的PID控制器存在的优点与不足，分析了几种常用的改进型PID控制器。在阐述了智能控制的发展与现状的基础上，着重介绍了模糊控制理

2、论及其算法以及模糊控制理论与经典控制理论相结合的参数自整定模糊PID控制算法，分析了其可行性与实用性。最后，对解耦后的三容水箱系统分别采用数字PID以及参数自整定模糊PID进行控制，在MATLAB环境下进行了仿真。仿真结果验证了解耦的有效性，表明了模糊PID控制与传统的数字PID控制相比具有性能好，抗扰动能力强等优点。关键词：工业过程控制；三容水箱系统：解耦；模糊PID控制TheApplicationResearchONFuzzyPIDControlinThree—-tankWaterSystemControlAbstractThreewater-ta

3、nksystemimitatesthepopularprocesscontrolsysteminindustry，anditshassomecharacteristicsas：itiSaheavyinertia，non—linearandstrongcoupledsystem．IthaspraticalsignificancetoanalyseandcontroltheThree-tankwatersystem．ThefluxlawisadoptedtobringforwardthemathmeticalmodeloftheThree-tankwate

4、rsystem．Themathmaticalmodelofthesystemisstudyed．Aimingtoitsnon—linear，strongcoupledcharacteristics，adecouplingmethodfornon—lineardynamicsystemisapplicatedtothesystem．Itsadvantageisthatabsolutedecouplingforthenominalresponsesofsystemoutputscanbeimplementedforthiskindofsystemwhich

5、takesanon-linearcompensationway．Inthearticle，thePIDcontrolleroftheconventionalcontroltheoryisintroduced．SeveralfamiliarupswingPIDcontrollersareanalysed，andtheiradvantagesanddisavantagesarepointedout．Theintelligentcontroltheoryisinvestigated，mainlypointsoutthefuzzycontroltheoryan

6、ditsarithmetic．Acontrollerwhichcombinedboththeconventionalandfuzzytheory--selfadjustingfuzzyPIDcontrollerisintroducedandanalysed．Intheend，DigitalPIDandFuzzyPIDcontrolmethodsaretakenintothesystembasedonthedecoupling，andsimulationsaretakeninMATLAB．Theresultprovestheefficiencyofdec

7、ouplingmethod，showsthatthesystemhasstrongeranti—disturbancecharacteristicandsomeotherpredominancesunderthecontrolofFuzzyPIDthanthatofDigitalPID．Keywords：IdustrialProcessControl；Three—tank；WaterSystem；DecouplingFuzzyPIDControl表3—1表3-2表4-1表4．2表4．3表格清单模糊关系表示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

8、．．28模糊控制规则表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3lkp的模糊规则表⋯⋯⋯⋯⋯⋯