基于PLC水箱水位模糊控制系统的分析与设计.pdf

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1、第23卷第2期2010年3月机电产品开笈与钏新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsV01．23，No．2Mar．．2010文章编号：1002—6673(2010)02—163-03基于PLC水箱水位模糊控制系统的分析与设计赵瑞林(陕西工业职业技术学院，陕西咸阳712000)摘要：模糊控制是利用计算机来实现人的控制经验．将模糊控制与PLC相结合．利用PLC实现模糊控制，既保留了PLC控制系统可靠、灵活、适应能力强等特点，又提高了控制系统的智能化程度

2、。对于那些如水位控制的数学模型。难以建立且控制精度和快速性要求很高的控制系统，基于PLC的模糊控制策略是一种较理想的方案。关键词：模糊控制；水箱水位控制；控制算法；PLC控制中图分类号：TP27文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002—6673．2010．02．069TheDesignofWaterLevelFuzzyControlSystemBasedonPLCZHA0Rui-Lin(ShannxiPoletechnicInstitute，ShannxiXianYang7120fKI，Chi

3、na)Abstract：Fuzzycontrolistheuseofcomputerstoachievehumancontrolexperience，thefuzzycontrolandPLCcombinationoftheuseofPLCfuzzycontrol，PLCcontrolsystemnotonlyretainsthereliable，flexibleandadaptablecharacteristics，butalsoimprovethecontrolsystemofintelligentdegre

4、e．Forthosewholikethewaterlevelcontrolisdi伍culttOestablishthemathematicalmodelandthecontrolprecisionandfastdemandingcontrolsystem，PLC—basedfuzzycontrolstrategyisanidealsolution．Keywords：fuzzycontrol；watertankwaterlevelcontrol；controlalgorithm；PLCcontrol0引言模糊控制

5、是以人的经验及人的推理为规则．通过自然语言来表达。随着模糊控制与模糊系统的发展，人工智能、系统科学、管理科学、计算科学、自动化科学等领域的发展，模糊控制得到迅速发展。在工业过程控制中，PID控制适合于可建立数学模型的确定性控制系统，但在实际的工业过程控制系统中存在很多非线性或时变不确定的系统，使得PID控制器的参数确定烦琐且控制效果也不理想。模糊控制不需要掌握控制对象的精确数学模型，而是根据控制规则决定控制量的大小，这种控制方法对于存在滞后或随机干扰的系统具有良好的控制效果。PLC具有很高的可靠性，抗干扰能力强，

6、并可将模糊控制器方便的用软件实现。因此，用PLC构成模糊控制器不仅使得控制系统更加可靠，而且取得较好的控制效果。——收稿日期：2010—01—30作者简介：赵瑞林(1976一)，男，讲师，硕士研究生。研究方『向：控制工程与控制理论。1模糊控制系统的组成与原理模糊控制系统的框图如图1所示。它的结构与一般的计算机数字控制系统基本类似，只是它的控制器为模糊控制器，它也是一个计算机数字控制系统，控制器由计算机实现。需要MD、D／A转换接121，以实现计算机图1模糊控制系统的框图与模拟环节的连接，它也是一个闭环反馈控制系统

7、。被控制量要反馈到控制器。与设定值相比较，根据误差信号进行控制。模糊控制系统由以下几个部分组成：模糊控制器、输入输出接口、检测装置、执行机构和被控对象。模糊控制系统的核心部分为模糊控制器．模糊控制器主要是由计算控制变量、模糊量化处理、模糊控制规则、模糊推理和非模糊化处理等部分组成。模糊控制的过程是这样的：采样设备经过中断采样获取被控制量的163·测试与控制·精确值．然后将此量与给定值比较得到误差量E，将误差量E作为模糊控制器的输入量，通过模糊量化处理。将E的精确量变成模糊量。误差E的模糊量可用相应的模糊语言表示．

8、至此，得到了误差E的模糊语言集合的一个子集e，再由e和模糊控制规则R根据推理的合成规则进行模糊推理，得到模糊控制量U为：u=e．R最后，为了对被控对象施加精确的控制，还需要将模糊量u转换为精确量，这个过程为非模糊化处理。得到了精确量的控制量之后，通过执行机构作用于被控对象，从而完成了一次模糊控制过程，通过再次采样，进行第二次的、第三次的⋯⋯模糊控制过程，最终实现了系统的模