基于模糊逻辑的水箱水位控制【开题报告+文献综述+毕业论文】

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1、本科毕业论文系列开题报告电气工程及其自动化基于模糊逻辑的水箱水位控制一、课题研究意义及现状在现代工业生产及日常生活中，有很多方面都会涉及到水位控制这个问题。而在绝大多数情况下，我们是很难或是不可能得到被控对象的精确数学模型的，因此采用数学工具或计算机仿真技术的传统控制理论已经无法解决此类系统的控制问题。水位控制系统在各个领域上都有广泛应用，虽然其结构简单但由于控制过程具有多变量，大滞后，时变性等特点，且在控制过程中系统会受到各种不确定因素的影响，难于建立精确的数学模型。虽然自适应、自校正控制理论可以对缺乏数学模型的被控对象进行识别，但这种

2、递推法复杂，实时性差。近年来模糊控制在许多控制应用中都取得了成功，模糊控制应用于控制系统设计不需要知道被控对象精确的数学模型，对于许多无法建立精确数学模型的复杂系统能获得较好的控制效果，同时又能简化系统的设计，因此，在水箱水位自动控制系统中，模糊控制就成为较好的选择。水位控制系统在各个领域上都有广泛应用，虽然其结构简单但由于控制过程具有多变量，大滞后，时变性等特点，且在控制过程中系统会受到各种不确定因素的影响，难于建立精确的数学模型。虽然自适应、自校正控制理论可以对缺乏数学模型的被控对象进行识别，但这种递推法复杂，实时性差。近年来模糊控制

3、在许多控制应用中都取得了成功，模糊控制应用于控制系统设计不需要知道被控对象精确的数学模型，对于许多无法建立精确数学模型的复杂系统能获得较好的控制效果，同时又能简化系统的设计，因此，在水箱水位自动控制系统中，模糊控制就成为较好的选择。本文主要论述了应用模糊控制理论控制水箱水位系统，首先详尽的介绍了模糊控制理论的相关知识，在此基础上提出了用模糊理论实现对水箱水位进行控制的方案，建立了简单的基于水箱水位的模糊控制器数学模型。本试验系统还充分利用了MATLAB的模糊逻辑工具箱和SIMULINK相结合的功能，首先在模糊逻辑工具箱中建立模糊推理系统F

4、IS作为参数传递给模糊控制仿真模块，然后结合图形化的仿真和建模工具，再通过计算机仿真模拟出实际系统运行情况。通过试验模拟，证明了其可行性。二、课题研究的主要内容和预期目标近几年模糊逻辑已经从理论发展成一门专门的模糊逻辑技术，应用在工业生产、家用电器中，并获得迅速发展。熟悉常规PID控制器的设计方法，研究常规PID控制算法的特点及其存在的不足之处，熟悉模糊逻辑控制器的设计方法和特点，了解模糊逻辑控制系统设计与应用中的最新研究成果。以水箱水位控制为对象，设计出PID控制器和模糊逻辑控制器，使用MATLAB作为工具对控制系统进行仿真分析比较。分

5、析这些不能或很难确定精确数学模型的情况下，用模糊逻辑控制是否能得到非常好的效果。三、课题研究的方法及措施模糊控制系统是一种自动控制系统，它是以模糊数学，模糊语言形成的知识表示和模糊逻辑推理为理论基础，采用计算机控制技术构成的一种具有闭环结构的数字控制系统。它的组成核心是具有智能性的模糊控制器，无疑，模糊逻辑控制系统是一种典型的智能控制系统，在控制原理上它应用模糊集合论，模糊语言变量和模糊逻辑推理知识，模拟人的模糊思维方法，对复杂的过程进行控制。模糊控制系统基本结构如图所示。从图上可以看出，模糊控制系统的主要部件是模糊化过程，模糊推理和决策

6、（含知识库和规则库的形成）和反模糊化。在结构上与传统的控制系统没有太大的区别。四、课题研究进度计划毕业设计期限：自2010年10月16至2010年4月。2010年10月16日至2010年10月30日:明确任务，查找资料，确定系统总体设计方案；2010年11月1日至2010年11月15日:写文献综述，外文翻译2010年11月15至2010年11月20日：完成开题报告，准备开题答辩2010年12月5日至2010年12月25日：研究常模糊逻辑控制器的设计方法和特点；2010年12月25日至2011年1月15日：了解模糊逻辑控制系统设计与应用中的

7、最新研究成果；2011年1月13日至2011年2月13日：用MATLAB语言对新型模糊控制器的进行仿真分析，同时撰写毕业论文；2011年2月13日至2011年4月：与常规PID算法进行比较分析，同时完善毕业论文参考文献[1]薛定宇，陈阳泉.基于Matlab/Simulink的系统仿真技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2002，4.[2]郭阳宽，王正林.过程控制工程及仿真[M].北京:电子工业出版社,2009，4.[3]王正林，郭阳宽.过程控制与simulink应用[M].北京:电子工业出版社,2006，7.[4]李国勇.智能控制及其

8、MATLAB实现[M].北京:电子工业出版社,2005，5.[5]LuJH,MultivariablefuzzyPIDcontrolsystemfordeaeratorsandcondense