模糊控制在液位控制中的仿真研究.pdf

1、液位控制是工業(yè)過程控制中的典型控制之一,工業(yè)生產(chǎn)過程中的液位控制早期大多采用PID控制方法實現(xiàn)。常規(guī)的PID控制器具有算法簡單、可靠性高、無靜差等優(yōu)點。其核心是參數(shù)的整定,對于確定性的被控對象通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整PID的三個參數(shù),可以獲得比較滿意的控制效果；但對于大時滯、時變的、非線性的復(fù)雜系統(tǒng),則較難以整定PID參數(shù),因而比較難以達到預(yù)期效果。模糊控制器具有不依賴對象的數(shù)學(xué)模型,適應(yīng)能力強的突出優(yōu)點,但它的穩(wěn)態(tài)精度差。針對這一問題,本文在參

2、考了大量國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上,提出了將模糊控制和其他控制相結(jié)合的方法,對不同類型的典型的液位模型做了仿真研究。 首先簡要介紹了模糊控制的特點和發(fā)展?fàn)顩r,指出了它的局限性；然后分別針對具有時變、大滯后的液位對象,確定了模糊控制和PID結(jié)合及模糊控制和預(yù)測控制相結(jié)合的方法,并對這兩種方法做了必要的介紹。 其次,對液位對象動態(tài)特性進行分析,并對單容水箱和雙容水箱動態(tài)模型進行推導(dǎo)。 再次,在變參數(shù)時用PID控制算法進行階躍

3、響應(yīng)的曲線仿真,效果不是很理想；由此提出了模糊自適應(yīng)PID控制策略,可在控制過程中實時優(yōu)化控制器參數(shù),使控制器參數(shù)與模型參數(shù)匹配,較好的實現(xiàn)對模型參數(shù)變化時液位對象的控制,此仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)具有比常規(guī)PID更優(yōu)良的特性。 最后,在探討模糊預(yù)測控制機理的基礎(chǔ)上,針對具有大慣性、有時延的液位對象,給出了一種用模糊控制和預(yù)測控制相結(jié)合的復(fù)合控制方法。該模糊預(yù)測控制在模糊控制的基礎(chǔ)上加入預(yù)測環(huán)節(jié),通過增加相位超前減少時間滯后所帶來的影