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          模糊PID控制在雙容水箱中的應用

          作者:周妮娜 王力 胡皓 時間:2013-03-21 來源:電子產品世界 收藏

            摘要:液位控制是工業(yè)過程中常見的過程控制,由于很難建立其精確的數學模型,常規(guī)得不到理想效果。本文將常規(guī)和模糊控制相結合,用模糊控制器來整定器的比例、積分、微分系數,對液位進行控制,實驗表明,采用模糊PID控制器后,控制系統的響應速度加快,超調量減小,過渡時間大大縮短,具有較好的穩(wěn)定性和魯棒性。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/143369.htm

            水箱液位控制是過程控制的典型代表,很多學者都致力于水箱液位系統的控制研究。王維榮提出了應用模糊控制技術控制的液位。胡開明等提出了使用模糊PID控制與組態(tài)技術對液位系統進行控制,提高了系統的性能。本文提出了應用模糊PID理論對液位進行控制,并且對照常規(guī)PID和模糊PID控制的控制效果,證明不同控制策略的優(yōu)劣。

            雙容水箱液位控制系統

            圖1所示為雙容水箱液位系統。整個系統由水箱主體、檢測元件、調節(jié)變頻裝置、閥門、泵及步進電機組成,包含上下2個水箱,閥門控制水箱中水的位置即高度,水存儲在儲水箱中,控制的目的是使下水箱的液位等于給定值,并能夠客服自身系統帶來的干擾影響。通過對系統結構的分析不難看出,該系統具有非線性和時滯性,要建立精確的數學模型比較困難。模糊控制可以避開復雜的數學模型,對于非線性時滯系統有較好的控制效果。  

           

            模糊PID控制器的建立

            常規(guī)PID控制器要求控制系統模型精確,而大多數的工業(yè)控制系統都存在著不同程度的非線性、時變和滯后現象,數學模型不好建立。模糊控制則不依賴于系統的數學模型,它主要以經驗進行推理控制。本文將模糊控制器和傳統的PID控制器相結合實現對于雙容水箱液位系統的控制,控制系統框圖如圖2所示。圖中e是液位給定值和測量值之間的誤差,誤差變化率ec=de/dt,通過A/D轉換器得到數字信號,送給模糊PID控制器進行處理,處理完后的預調整結果送給D/A進行數字量和模擬量的轉換,交給執(zhí)行機構去推動上下水箱進行泄水或進水操作,最終實現使下水箱的液位等于給定值?! ?/p>

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