模糊控制在供水系统中的应用研究

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1、摘要本文针对变频恒压供水系统中控制对象数学模型难于精确建立，系统具有非线性和时滞性的特点，设计了模糊PID控制器，通过模糊规则在线调整PID控制器的三个参数。针对恒压供水系统中存在的纯滞后问题，引入Smith预估器进行补偿，并通过MATLAB进行了仿真，结果表明系统的动态响应和稳态精度都得到了加强。系统硬件采用PLC控制变频器实现恒压供水，通过安装在供水管道出口的压力变送器将管网压力转换成电信号，通过设计好的模糊控制器来调节变频器的输出频率，进而调节水泵转速实现恒压供水，当PLC接收到变频器的频率超限信号，可适时进

2、行交频泵逻辑切换。较传统的供水方式相比，该系统具有明显的节能效果和稳定特性，具有广阔的应用前景。关键词：恒压供水；模糊PID控制；Smith预估器：可编程控制器；电磁兼容性ABSTRACTInallusiontotheproblemsthattheaccuratemathmodelofwatersupplysystemisdifficulttogetandthecharacterofnonlinearityandtimelagintheconstantpressurewatersupplysystem，thispa

3、perdesignedaFuzzy-liDcontrollerwhichadjustedthethreeparametersofliDcontrolleronlinebyfuzzyrules．ItadoptSmithpredictorcompensatetosolvetheproblemoftimelagintheconstantpressurewatersupplysystemandsimulatedbyMATLAB．ItsresuRdemonstratedthedynamicresponseandsteadyp

4、recisionofthesystemarebothstrengthened．ThehardwareofsystemadoptPLCtocontroltransducerinordertorealizeconstantpressurewatersupply．Thesystemtransformedthepressureofpipenettoelectricsignalthroughpressureconverterfixedonthepipelineoutputofwatersupplysystem,andadju

5、stedoutputfrequencyoftransducerthroughthedesignedfuzzycontrollertochangerotatespeedofwaterpumpinordertorealizeconstantpressurewatersupply．PLCcouldswitchthepumplogicallywhenitreceivedtheovef-limitsignaloftransducer．Comparedtothetraditionalwatersupplymode，thissy

6、stemwasprovedtobeeffectiveforsavingonenergyandsteadyinperformance，SOitsapplicationhas8wideforeground．Keywords：Constantpressurewatersupply；Fuzzy-liDcontrol：Smithpredictor：PLC：EMC辽宁工程技术大学硕士学位论文1．绪论随着社会经济的迅速发展，水对人们生活与工业生产的影响越来越重要，尤其是近几年，随着居民生活水平的显著提高和城市化进程的加快，居民生

7、活用水和工业用水增长幅度加大，原有的供水系统已经不能满足人们的要求。为了解决城市生活及工业用水需求，只能依靠现有工程设施超标准运行、挤占农业用水和减少生态环境用水来维持，可见，由供水不足产生的后果是相当严重的。与此同时，人们对供水的质量和供水系统可靠性要求却不断提高，居民日常的生活用水量随季节、昼夜等时间段的不同而产生的差异逐渐扩大，因而传统的供水系统会经常出现供水和用水不平衡现象，尤其在用水高峰期无法保证供水质量，因此，把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到供水领域，对传统供水方式进行改造是十分必要

8、的。【1】1．1对传统供水方式的介绍众所周知，水是生活生产中不可缺少的重要组成部分，在节水节能己成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。主要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象，而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，