基于模糊PID控制器的恒压供水控制系统设计及仿真研究

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1、青岛科技大学本科毕业设计（论文）基于模糊PID控制器的恒压供水控制系统设计及仿真研究学院名称自动化与电子工程学院专业班级自动化103班学生姓名学号1007010323指导教师填表时间：2014年5月根据自适应PID控制系统的结构和原理，研究MATLAB仿真工具箱及仿真方法，并给岀仿真实例和分析结果。将自适应技术和PID控制技术相结合，借以辅助软件MATLAB有力地验证了这一技术的优势。随着经济社会的高速发展，能源的需求越来越大，人们对供水系统可靠性的要求也不断提高，采用先进的自动化控制技术来设计高节能、高可靠性的恒压供水系统成为必然趋势。由于供水系统具有严重的非线性和吋变性，无法

2、用线性化方法近似，传统PID控制器的参数很难调整、适应性差。针对此问题，本文研究了供水的恒压控制，分析了恒压供水出水压力变化的特点及控制难点。在参阅大量的中外文献并结合实际控制要求的基础上，对基于模糊控制的恒压供水控制系统进行了理论研究和工程设计，提出了模糊控制的方法，对模糊控制进行了实验研究，取得了理想的控制效果治果。恒压供水系统的工作，水泵由初始状态向管网供水，一般分为压力上升过程和恒压过程。控制系统是以管网水压为设定参数，根据用水量的多少由单片机控制投入运行的水泵数量及电机的转速，实现管网水压的闭环调节，即恒压供水。本文主要工作包括：1.研究了恒压供水系统的系统构成及工作原

3、理，并对各环节总结近似的数学模型。2.根据系统的工作原理和数学模型，设计模糊控制器，并利用MATLAB的simulink仿真，验证系统的设计。3•根据仿真结论，设计控制系统，给出了系统框图、控制原理图。研究了控制系统的总体硬件结构，确立了各部分硬件模块的功能，给岀T一些典型电路设计和电动机的控制及电路原理图。4.详细研究了PID控制算法以及程序总体设计思路，设计了主程序模块、PID模块、检测模块、水泵控制等模块。关键词：模糊PID；恒压供水；变频调速ABSTRACTThisarticlefirsttoadaptivePIDcontrolsystemstructureandprin

4、cipletogiveexplanation,andthenbrieflyintroducesthesimulationofMATLABtoolboxandsimulationmethodofuse,andfinallygivesthesimulationexamplesandtheresultsofanalysis-ThispaperemphasizesontheadaptivetechnologyandPIDcontroltechnology,thecombinationofthelasttosuppo〜softwareMATLABpowerfultoprovethetech

5、nicaladvantage.Withtherapiddevelopmentofeconomyandsociety,energyresourcesareseriouslylacking.Atthesametime,thedemandsforqualityandreliabilityofwatersupplysystemareincreasedcontinually.Soitisinevitabletendencytodesignonekindofwatersupplysystemwhichishighreliableandsavesonenergywell,withthehelp

6、ofadvancedtechniqueofautomationandcontrol.Themodelofthewatersupplysystemisintrinsicnonlinearandtimevariant,whichmakesitdifficulttoliberalizetheplant.ThusthetraditionalPIDcontrollercannotadapttothechanges.Totacklethisproblem,wehavedesignedanadaptivecontrollerThepaperreferencesalotofChineseandf

7、oreignliteratureandcombinespracticalcontrolrequirements,andconducttheoreticalstudyandprojectdesignoncomputercontrolledconstantpressurewatersupplysystem.Thesystemisbasedonsettingparametersforthepipelinepressure,thesizeforusagearecontrolledbymi