模糊PID控制方法在礦井水處理自動投藥系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、本文作者首先對山西西山地區(qū)礦井水進行了采樣、分析，明確了西山地區(qū)礦井水的水質(zhì)特征，從而確定該地區(qū)礦井水的處理方法及所選用的化學藥劑。并運用能量和質(zhì)量守恒定律推導出礦井水處理化學反應過程的數(shù)學模型。 本論文分析了PID控制和模糊控制的優(yōu)缺點，考慮可以把它們相互結(jié)合，揚長避短，具體是采用模糊自整定PID控制。其目的是使控制器能夠根據(jù)實際情況，調(diào)整kp、ki、kd三個參數(shù)的模糊自整定PID控制方法。通過查閱大量有關礦井水處理和自動控制

2、方面的文獻資料，提出了用模糊PID控制器實現(xiàn)礦井水處理自動投藥的單回路控制系統(tǒng)結(jié)構和串級回路控制系統(tǒng)結(jié)構。 使用MATLAB/SIMUINK軟件，首先針對單回路控制系統(tǒng)進行了PID控制、參數(shù)模糊自整定PID控制的控制性能仿真研究。仿真結(jié)果表明相對于PID控制，參數(shù)模糊自整定PID控制可實現(xiàn)調(diào)節(jié)時間短、超調(diào)量顯著減小、穩(wěn)態(tài)誤差幾乎為零等非常理想的指標。但是單回路控制系統(tǒng)只能對一個被控制量進行控制，其控制結(jié)構簡，只能在特定的工藝條件

3、下保證混凝劑投加量維持在最佳投藥量上。因此將沉淀后的水濁度值引入單回路控制系統(tǒng)中，形成串級控制系統(tǒng)。用MATLAB/SIMULINK軟件，進行串級PID控制、串級模糊自整定PID控制的控制性能仿真，結(jié)果表明對于復雜的控制過程，串級模糊自整定PID可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)時間短，超調(diào)小、調(diào)節(jié)迅速，給定值抵抗一次擾動的能力強，使系統(tǒng)具有優(yōu)良的控制精度和穩(wěn)定性，從而改善了整個系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)。 設計了以MSP430 F1611單片機為控制核心，選用