基于MATLAB結(jié)晶器液位模糊控制器設(shè)計(jì)與仿真

隨著控制理論及系統(tǒng)研究的迅速發(fā)展,對(duì)控制效果要求越來(lái)越高,控制算法也越來(lái)越復(fù)雜,因而控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也愈加困難。matlab是國(guó)際最流行的控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)語(yǔ)言和軟件工具,該文在matlab7.0的基礎(chǔ)上,通過(guò)s函數(shù),實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)模糊控制器的優(yōu)化和仿真。

本文以鋼水液位控制系統(tǒng)為例提出了一種模糊控制方案。介紹了模糊控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程并且利用matlab軟件進(jìn)行了仿真。仿真研究表明與傳統(tǒng)的鋼水液位控制方式相比,模糊控制器可以有效控制生產(chǎn)過(guò)程中的變化和干擾。

液位控制由于其應(yīng)用極其普遍,種類(lèi)繁多,其中不乏一些大型的復(fù)雜系統(tǒng),譬如在石油化工等工業(yè)生產(chǎn)中。它主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):1.時(shí)滯性很大。在大型、復(fù)雜的液位控制系統(tǒng)中,當(dāng)改變進(jìn)出容器的液體流量來(lái)控制液位時(shí),控制效果在較長(zhǎng)的時(shí)間后才能得到體現(xiàn),這會(huì)使得最后的穩(wěn)態(tài)誤差較大,液位在期望值附近波動(dòng)。2.時(shí)變性。液位控制一般是通過(guò)控制液體流入量的大小來(lái)控制液位的,流出量是根據(jù)后續(xù)工藝生產(chǎn)的需求而調(diào)節(jié),這種需求的數(shù)量和速度是在不斷變化的。3.非線性。容器內(nèi)液體流出量不僅隨后續(xù)工藝生產(chǎn)需求變化,即使在控制閥門(mén)保持不變的情況下,實(shí)際的流出量也隨著液位高度的變化而發(fā)生一種非線性的變化。這幾個(gè)特點(diǎn),都嚴(yán)重影響pid控制的效果,當(dāng)實(shí)際生產(chǎn)對(duì)控制有較高的性能指標(biāo)要求時(shí),就需要將智能控制方法引入到液位控制系統(tǒng)中來(lái)。

針對(duì)工業(yè)鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的水箱系統(tǒng)液位控制問(wèn)題,提出基于模糊控制器的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種雙模糊控制器。根據(jù)輸出信號(hào)的誤差大小分別利用兩個(gè)模糊控制器進(jìn)行控制,控制結(jié)果傳遞給調(diào)節(jié)器,以實(shí)現(xiàn)水箱水位不變。從仿真結(jié)果來(lái)看,雙模糊控制器有效地減小了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差,響應(yīng)時(shí)間、超調(diào)量、穩(wěn)定時(shí)間等性能優(yōu)于傳統(tǒng)的pid控制。

水位控制廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與民用生活.針對(duì)水位控制類(lèi)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況,本文運(yùn)用模糊控制理論與最優(yōu)控制方法,以系統(tǒng)效率最大為目標(biāo),提出了一種基于plc的水位模糊控制器,它能夠把控制系統(tǒng)用水要求與系統(tǒng)效率優(yōu)化有效的結(jié)合起來(lái),改善了這類(lèi)系統(tǒng)的控制策略與運(yùn)行方式,從而較大的提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率.文中同時(shí)提出采用plc控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)該水位模糊控制器的功能,對(duì)plc控制程序進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證了該水位模糊控制器的節(jié)能效果.

針對(duì)鋼水液位控制系統(tǒng)的非線性、時(shí)變和大滯后性,提出一種基于微粒群算法的鋼水液位模糊控制器的設(shè)計(jì)來(lái)改變系統(tǒng)的性能,通過(guò)仿真分析得出文中采用的控制方案與傳統(tǒng)的pid控制方案相比,具有良好的動(dòng)靜態(tài)性能。

范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo) word整理版 4模糊控制器的設(shè)計(jì) 4designoffuzzycontrollor 4.1概述(introduction) 隨著plc在自動(dòng)控制領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用及被控對(duì)象的日趨復(fù)雜化，plc控 制軟件的開(kāi)發(fā)單純依靠工程人員的經(jīng)驗(yàn)顯然是行不通的，而必須要有科學(xué)、有效 的軟件開(kāi)發(fā)方法作為指導(dǎo)。因此，結(jié)合plc可編程邏輯控制器的特點(diǎn)，應(yīng)用最 新控制理論、技術(shù)和方法，是進(jìn)一步提高plc軟件開(kāi)發(fā)效率及質(zhì)量的重要途徑。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)之一就是要提高裝車(chē)的均勻性，車(chē)廂中煤位的高度變化直接 影響裝車(chē)的均勻性，裝車(chē)不均勻?qū)?chē)軸有很大的隱患。要保持高度值不變就必須 不斷的調(diào)整溜槽的角度，但是，在裝車(chē)過(guò)程中，煤位的高度和溜槽角度之間無(wú)法 建立精確的數(shù)學(xué)模型。模糊控制它最大的特點(diǎn)是 [43-45] ：不需建立控制對(duì)象精確數(shù) 學(xué)模型，只需要將操

利用matlab模糊工具箱以及仿真工具simulink,實(shí)現(xiàn)空調(diào)溫度模糊控制器的設(shè)計(jì)與仿真。設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單直觀,易于實(shí)現(xiàn)。

以恒溫空調(diào)系統(tǒng)為控制對(duì)象,對(duì)神經(jīng)模糊控制器、常規(guī)模糊控制器和pid控制器進(jìn)行了數(shù)字仿真,并用單純形法對(duì)控制比例因子進(jìn)行了參數(shù)尋優(yōu),獲得了最優(yōu)參數(shù)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線;通過(guò)對(duì)神經(jīng)模糊控制器的優(yōu)化學(xué)習(xí),大大提高了神經(jīng)模糊控制器的控制精度和穩(wěn)定性,其性能優(yōu)于最優(yōu)化的pid控制器和最優(yōu)化的常規(guī)模糊控制器,能有效地滿(mǎn)足溫度控制要求,并具有較好的魯棒性;由于神經(jīng)模糊控制器具有模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能,經(jīng)過(guò)優(yōu)化學(xué)習(xí)后,它具有良好的控制性能和自適應(yīng)能力。

電液比例位置系統(tǒng)是一種典型的非線性時(shí)變系統(tǒng),其參數(shù)具有非線性特性,常用的線性化模型基礎(chǔ)上的經(jīng)典控制器,難以取得滿(mǎn)意的控制效果。筆者將模糊控制器應(yīng)用于電液比例位置系統(tǒng),并采用fpga芯片,通過(guò)vhdl語(yǔ)言設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)二輸入一輸出模糊控制器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,控制器推理結(jié)果正確,能夠穩(wěn)定、可靠地工作。

介紹梅鋼2號(hào)板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器液面波動(dòng)的特點(diǎn),研究連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液位波動(dòng)的機(jī)理,分析、模擬大量與結(jié)晶器鋼水相關(guān)的數(shù)據(jù)并尋找結(jié)晶器液位、拉坯力及速度等之間的聯(lián)系。認(rèn)為周期性波動(dòng)的原因是板坯鼓肚和弧形扇形段區(qū)等間距輥?zhàn)优帕性斐傻?并受到工藝條件的影響。以自動(dòng)控制為基礎(chǔ)采用先進(jìn)的控制算法,設(shè)計(jì)一種有效的結(jié)晶器鋼水液位補(bǔ)償及控制方法,很好地解決了實(shí)際生產(chǎn)中鋼水液位波動(dòng)問(wèn)題,保障了連鑄生產(chǎn)工藝的順利進(jìn)行,對(duì)結(jié)晶器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及在生產(chǎn)中應(yīng)用有一定的指導(dǎo)意義。

為了實(shí)現(xiàn)視覺(jué)導(dǎo)航銑刨機(jī)對(duì)導(dǎo)航基準(zhǔn)線的跟蹤,根據(jù)視覺(jué)導(dǎo)航銑刨機(jī)對(duì)象復(fù)雜,作業(yè)環(huán)境存在不確定因素、對(duì)象本身存在非線性和大時(shí)滯的特點(diǎn),采用模糊控制方法對(duì)銑刨機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航;首先對(duì)其控制方法進(jìn)行了研究分析,然后設(shè)計(jì)了視覺(jué)導(dǎo)航銑刨機(jī)的模糊控制器,最后在matlab環(huán)境下對(duì)控制器性能進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明,模糊控制器能較好地實(shí)現(xiàn)銑刨機(jī)的導(dǎo)航,與傳統(tǒng)控制方法相比,提高了系統(tǒng)抗外部干擾能力和內(nèi)部參數(shù)變化的魯棒性,改善了動(dòng)態(tài)特性。

該文介紹了電液位置伺服控制系統(tǒng)的組成與工作原理,建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。將模糊控制與pid控制結(jié)合在一起,設(shè)計(jì)了模糊pid控制器,通過(guò)模糊控制器輸出對(duì)pid參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整。利用matlab軟件進(jìn)行仿真,比較常規(guī)pid控制與模糊pid控制仿真結(jié)果,發(fā)現(xiàn)模糊pid控制器提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)特性。

介紹了電液位置伺服控制系統(tǒng)的組成與工作原理,并建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。將模糊控制與pid控制結(jié)合在一起,設(shè)計(jì)了模糊pid控制器,即通過(guò)模糊控制器輸出對(duì)pid參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整。利用matlab軟件進(jìn)行仿真,比較常規(guī)pid控制與模糊pid控制仿真結(jié)果,發(fā)現(xiàn)模糊pid控制器提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)特性。

分析了液位水平系統(tǒng)具有非線性、上升時(shí)間長(zhǎng)、滯后現(xiàn)象的特點(diǎn)，討論了常規(guī)ｐｉｄ控制器在控制中的局限性。在常規(guī)ｐｉｄ控制器的基礎(chǔ)上，引入了模糊邏輯，設(shè)計(jì)出了一種模糊ｐｉｄ控制器，對(duì)ｐｉｄ三個(gè)參數(shù)進(jìn)行了在線整定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種模糊ｐｉｄ控制器具有比常規(guī)ｐｉｄ控制器更優(yōu)良的特性。

時(shí)間乘以誤差絕對(duì)值積分（itae）的性能指標(biāo)是一種具有很好工程實(shí)用性和選擇性的控制系統(tǒng)性能指標(biāo)。文章針對(duì)純滯后液位控制對(duì)象，提出了一種基于itae自整定模糊控制器的設(shè)計(jì)，并與傳統(tǒng)的pid控制器相比較。結(jié)果表明：該控制器與傳統(tǒng)pid控制器相比，提高了控制系統(tǒng)的自整定能力和魯棒性，改善了系統(tǒng)的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。

采用模糊控制算法設(shè)計(jì)rockwell實(shí)驗(yàn)室的鍋爐液位控制系統(tǒng),以單容下水箱的液位單閉環(huán)控制為例,對(duì)其設(shè)計(jì)過(guò)程及控制系統(tǒng)存在問(wèn)題進(jìn)行分析,提出了一種建立模糊控制查詢(xún)表的簡(jiǎn)單方法,并給出了程序設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,單容下水箱的液位模糊控制達(dá)到了無(wú)超調(diào)控制。

傳統(tǒng)的鍋爐汽包水位的控制大多采用常規(guī)pid控制方式,由于系統(tǒng)的非線性和參數(shù)的不確定性,控制效果不是很理想。為此,采取模糊控制策略對(duì)鍋爐汽包水位進(jìn)行智能控制。進(jìn)行了汽包水位模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并應(yīng)用matlab軟件進(jìn)行仿真。結(jié)果表明,模糊控制可顯著地減小超調(diào)量和響應(yīng)時(shí)間,取得了較好的控制效果。

溫室溫度系統(tǒng)具有大時(shí)滯性、大慣性等特點(diǎn),傳統(tǒng)的控制方法效果不甚理想。為此,提出了一種模糊pid控制方法,可根據(jù)溫度偏差和溫度偏差變化率實(shí)時(shí)調(diào)整pid參數(shù)。通過(guò)matlab仿真表明,該控制方法可以使溫室溫度控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、魯棒性強(qiáng)、穩(wěn)態(tài)精度高、超調(diào)量小、抗擾動(dòng)能力強(qiáng),具有良好的控制效果。

采用一種建立在連續(xù)輸入輸出論域上的模糊控制器，避免了普通模糊控制器由于論域的離散化而存在的量化誤差。通過(guò)采用分級(jí)模糊控制的方法進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的控制精度和收斂品質(zhì)。同時(shí)還給出了一種自適應(yīng)控制算法，利用它可以調(diào)整模糊規(guī)則以適應(yīng)系統(tǒng)的時(shí)變性。利用該文的模莫糊控制器對(duì)典型非線性時(shí)變系統(tǒng)-vvvf液壓電梯的實(shí)時(shí)控制結(jié)果表明；這種模糊控制器魯棒性好，控制精度高，自適應(yīng)能力強(qiáng),具有很高的實(shí)用價(jià)值。

針對(duì)常規(guī)模糊控制技術(shù)的不足,從模糊控制的本質(zhì)出發(fā),分析了現(xiàn)有改善模糊控制器性能的方法。在此基礎(chǔ)上,提出了一種變論域模糊控制加pid控制器的方案,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器,并以中央空調(diào)系統(tǒng)為控制對(duì)象進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明,該模糊控制比常規(guī)模糊控制的超調(diào)量小,穩(wěn)態(tài)精度高,抗干擾性較好,模糊控制器的性能得到了較大的提高,而且簡(jiǎn)單易行,適合于硬件實(shí)現(xiàn)。

通過(guò)對(duì)噴粉干燥工藝過(guò)程的分析,針對(duì)傳統(tǒng)的奶粉干燥控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題,提出以排風(fēng)溫度為主變量對(duì)蒸汽閥門(mén)進(jìn)行粗調(diào),以進(jìn)風(fēng)溫度為次變量對(duì)蒸汽閥門(mén)進(jìn)行微調(diào)的雙閉環(huán)溫度控制系方案.將模糊智能算法與傳統(tǒng)pid控制結(jié)合起來(lái)作為主控制器,代替?zhèn)鹘y(tǒng)滯后補(bǔ)償smithpid控制算法,建立了系統(tǒng)的仿真模型,通過(guò)matlab仿真實(shí)驗(yàn)證明了此系統(tǒng)具有良好的靜動(dòng)態(tài)性能.