模糊自整定pid在雙容水箱液位開題報告

《模糊自整定pid在雙容水箱液位開題報告》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、雙容水箱液位模型預(yù)測控制開題報告班級（學(xué)號）：自控0802（2008010853）姓名：金釗指導(dǎo)教師：劉麗華一、綜述人們生活以及工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)常涉及到液位和流量的控制問題，例如飲料、食品加工，居民生活用水的供應(yīng)，溶液過濾，污水處理，化工生產(chǎn)等多種行業(yè)的生產(chǎn)加工過程，通常要使用蓄液池。蓄液池中的液位需要維持合適的高度，太滿容易溢出造成浪費，過少則無法滿足需求。因此，需要設(shè)計合適的控制器自動調(diào)整蓄液池的進出流量，使得蓄液池內(nèi)液位保持正常水平，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效益。這些不同背景的實際問題都可以簡化為某種水箱的液位控制[1]問題。因此液位是工業(yè)控制

2、過程中一個重要的參數(shù)。特別是在動態(tài)的狀態(tài)下，采用適合的方法對液位進行檢測、控制，能收到很好的生產(chǎn)效果。水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用非常長廣泛，可以把一個復(fù)雜的液位控制系統(tǒng)簡化成一個水箱液位控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。比例、積分、微分(proportionintegrationdifferentation,PID)控制是迄今為止最通用的控制方法,大多數(shù)反饋回路用該方法或其較小的變形來控制。由于過程控制系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的復(fù)雜性及變量間的關(guān)聯(lián)性和非線性等原因,找到一組適合整個系統(tǒng)大范圍控制的合適的PID參數(shù)相當(dāng)困難,對要求控制范圍寬、響應(yīng)快且連續(xù)可調(diào)系統(tǒng)PID就顯得

3、力不從心。模糊控制與PID控制相結(jié)合則顯示了巨大的優(yōu)越性,不但具有PID控制精度高等優(yōu)點,又兼有模糊控制靈活、適應(yīng)性強的優(yōu)點,對復(fù)雜控制系統(tǒng)和要求高精度的伺服系統(tǒng)可獲得優(yōu)良的控制效果,是近年來控制領(lǐng)域十分活躍的一支分支。二、研究內(nèi)容以控制系統(tǒng)的MATLAB仿真為前提[2~3],研究模糊PID控制效果,并基于過程控制實驗系統(tǒng)的雙水箱液位系統(tǒng),采用MCGS組態(tài)軟件實現(xiàn),在計算機控制系統(tǒng)上對模糊PID算法進行應(yīng)用研究。在常規(guī)PID基礎(chǔ)上加上1個模糊調(diào)節(jié)環(huán)節(jié),將其與常規(guī)PID控制結(jié)合起來,構(gòu)成模糊PID控制,在線對PID3個參數(shù)進行整定。電動調(diào)節(jié)閥調(diào)

4、節(jié)上水箱進水流量,采用雙閉環(huán)串級控制上、下水箱的液位,使下水箱液位保持恒定,液位變送器對上、下水箱液位進行實時測量。并使用串接控制可改善其調(diào)節(jié)過程動態(tài)性能,并且其副回路可以較快地消除作用于內(nèi)回路的擾動。本系統(tǒng)以下水箱液位為主調(diào)節(jié)參數(shù),上、水箱液位為副調(diào)節(jié)參數(shù),構(gòu)成串級控制系統(tǒng)。當(dāng)壓力傳感器檢測的液位信號與給定液位值進行比較后,則輸入模糊PID控制器,其輸出作為比例積分調(diào)節(jié)器的給定值,當(dāng)與上水箱液位傳感器檢測到的液位信號比較后,再送入比例積分調(diào)節(jié)器,其輸出則可控制電動調(diào)節(jié)閥的開度,調(diào)節(jié)進水流量,實現(xiàn)水箱液位的控制。一、實現(xiàn)方法及預(yù)期目標(biāo)本次設(shè)計

5、用THPCAT-2型現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實驗置（DDZ-III型常規(guī)儀表側(cè)）來完成，THPCAT-2型現(xiàn)場總線過程控制對象系統(tǒng)實驗裝置是由實驗控制對象、實驗控制臺、實驗掛件、FCS控制柜及上位監(jiān)控PC機五部分組成。本設(shè)計主要有三大部分內(nèi)容：1模糊PID控制算法的實現(xiàn)；2組態(tài)界面的實現(xiàn)；3現(xiàn)場調(diào)試。其中模糊PID控制算法是重點也是難點。模糊PID控制算法的編寫與模擬要用到matalb軟件，算法中需要的數(shù)據(jù)要在THPCAT-2型現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實驗置上來測得。本系統(tǒng)采用MCGS組態(tài)軟件[4]實現(xiàn)模糊PID控制器,對整個系統(tǒng)進行實時監(jiān)控。采用模糊PID

6、控制的下水箱液位較常規(guī)PID控制具有響應(yīng)速度快,且能較快地達到穩(wěn)定,從而改善系統(tǒng)的性能.二、進度安排1-3周：閱讀老師推薦的書，弄懂基本原理和實驗大概流程步驟，寫開題報告。4-5周：實現(xiàn)模糊PID控制算法的編寫工作。6-7周：編寫MCGS組態(tài)程序。8-9周：上機調(diào)試修改相關(guān)參數(shù)完成最后的工作。10-14周：巽寫論文。三、參考文獻[1]金以慧.過程控制[M].北京:清華大學(xué)出版社,2003:103?122.[2]劉金琨.先進PID控制及其MATLAB仿真[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003.[3]李明偉,等.模糊液位控制器的設(shè)計與MATLAB

7、仿真[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用,2006,25(6):21-22.[4]孫亞燦,吳興華.模糊自適應(yīng)PID算法在MCGS中的實現(xiàn)[J].控制工程,2007,14(2):157?160.