鐵路客車空調(diào)車廂內(nèi)溫度控制系統(tǒng)仿真正文畢業(yè)論文(文件)
【正文】 機組進行安全保護和車廂內(nèi)的溫度進行控制。這套方法，后來也用于自動控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計。在過程控制中，按偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）進行控制的PID控制器（亦稱PID調(diào)節(jié)器）是應(yīng)用最為廣泛的一種自動控制器。 這三種PID算法雖然簡單，但各有特點，基本上能滿足一般控制的大多數(shù)要求。(2)模糊控制系統(tǒng)基本原理 圖11 模糊控制基本原理框圖模糊控制的基本原理如圖11。.(2)計算誤差變化率(即)。他是模糊控制器的核心，是專家的知識或是現(xiàn)場操作人員的經(jīng)驗的一種體現(xiàn)，即控制中所需的策略，控制規(guī)則肯呢個有很多條，那么需要求出總的控制規(guī)則R，作為模糊推理的依據(jù)。計算執(zhí)行以上步驟后，即完成了對被控對象的一步控制，然后等到下一次A/D采樣，再進行第二步控制運算，如此循環(huán)往復(fù)，完成對被控對象的控制。 ，這有利于模擬人工控制的過程和方法，增強控制系統(tǒng)的適應(yīng)能力，使之具有一定的智能水平。比例因子和量化因子選擇不當 在DDC控制系統(tǒng)中，采用采樣控制，他只能根據(jù)采樣時刻的偏差值計算控制量，因此，必須離散化，表達成差分方程的形式。2. 臨界比例度法1)將Ti=∞，Td=0，根據(jù)廣義對象特性選擇一個較大的值，并在工況穩(wěn)定的前提下將控制系統(tǒng)投入自動狀態(tài)。按經(jīng)驗法整定比例度，直至出現(xiàn)4:1衰減過程為止。 1)測得廣義對象的響應(yīng)曲線，并對己得的響應(yīng)曲線做近似處理，得到表征對象動態(tài)特性的純滯后時間，時間常數(shù)T0。此時的比例度記為，衰減振蕩周期Ts。如圖21所示圖21 參數(shù)模糊自整定PID控制器系統(tǒng)框圖由常規(guī)位置式PID控制算法得 所以在模糊PID控制系統(tǒng)中 其中 。首先，對這些輸入量進行處理變成模糊控制器要求的輸入量，通常計算誤差e和誤差的變化率ec.其次，將已經(jīng)處理的輸入量進行尺度變換，使其變換到各自的論域范圍。偏差模糊化子集E論域為 33分為7級{3，2，1，0,1,2,3}對應(yīng)的模糊變量E分為5個檔：負大NB，負中NM，負小NS，零ZO，正小PS，正中PM，正大PB 即：E={NB，NM，NS，ZO, PS，PM，PB}偏差變化率EC的論域為33分為13級{3，2，1，0,1,2,3}誤差變化率的模糊變量EC也分為5個檔即：EC= {NB，NM，NS，ZO, PS，PM，PB}輸出kp的論域為33分為7級 {3，2，1,0,1,2,3}輸出的模糊變量kp分為5檔 Kp={NB，NM，NS，ZO, PS，PM，PB}輸出k { ， ，0，}輸出的模糊變量ki分為5檔 即 ki={NB，NM，NS，ZO, PS，PM，PB}輸出kd的論域為33分為7級{3，2，1,0,1,2,3}輸出的模糊變量kd分為5檔Kd={NB，NM，NS，ZO, PS，PM，PB} 圖22 E的隸屬函數(shù)圖23 EC的隸屬函數(shù)圖24 KP的隸屬函數(shù)圖25 KI的隸屬函數(shù)圖26 KD的隸屬函數(shù)四. 模糊控制規(guī)則和決策算法根據(jù)經(jīng)驗確定E，EC和KP,KI,KD的模糊控制關(guān)系，誤差較大，為使系統(tǒng)有較快的響應(yīng)速度，應(yīng)取較大的KP；為了防止偏差變化率EC瞬時過大，應(yīng)取較小的KD；為了避免較大的超調(diào)，應(yīng)對積分作用加以限制，取較小的KI，為使系統(tǒng)響應(yīng)具有較小的超調(diào)，KP應(yīng)取較小值，KI取適當?shù)闹?，這時KD取值對系統(tǒng)影響較大，應(yīng)取值大小適中，以保證系統(tǒng)的響應(yīng)速度。五. 模糊量的精確化（去模糊化或清晰化） 清晰化的作用是將模糊推理得到的控制量（模糊量）變換成為實際用于控制的精確量： 將模糊的控制量經(jīng)精確化變換表示為論域范圍內(nèi)的精確量 將表示在論域范圍內(nèi)的精確量經(jīng)尺變換成實際的控制量 最大隸屬度法，中位數(shù)法，重心法（質(zhì)心法）。 把模糊量的重心元素作為反模糊化之后得到的精確值u*。 PID 仿真結(jié)果分析 PID控制系統(tǒng)框圖圖31 PID控制系統(tǒng)框圖 PID算法的MATLAB仿真圖設(shè)置仿真開始時間為0s，采樣時間為1,仿真時間為1000s，進行仿真，結(jié)果如下。在本控制系統(tǒng)設(shè)計中，誤差E的論域為{50,50}，誤差變化率EC的論域為{100,100}，誤差E模糊化子集的最大值n=3，m誤差變化率變量模糊化子集的最大值m=3。39。 type: 39。 orMethod: 39。 impMethod: 39。 input: [1x2 struct] output: [1x3 struct] rule: [1x49 struct]圖35 模糊推理過程圖圖36模糊控制系統(tǒng)仿真曲線 第四章 結(jié)論分析采用 Simulink工具箱，建立常規(guī)PID和參數(shù)模糊自整定PID控制的車廂溫度控制系統(tǒng)，然后進行仿真，可以看出，參數(shù)模糊自整定PID控制系統(tǒng)在超調(diào)量和過度過程時間上優(yōu)于常規(guī)PID，使用SIMULINK工具箱，能迅速的建立控制系統(tǒng)模型，且能反復(fù)的修改模型，模型簡潔清晰，直觀表達設(shè)計的理念，仿真結(jié)果能有效的地對控制性能進行評估和驗證。參 考 文 獻[1]. —基于MTALAB的控制系統(tǒng)，電子工業(yè)出版社,2009.[2] 何離慶. 過程控制系統(tǒng)與裝置. 重慶大學(xué)出版社,2003.[3] 賴壽宏. 微型計算機控制技術(shù). 機械工程出版社，2009[4] 肖云茂. ，2008.[5] 諸靜. ,1995.[6] 張偉，2009.[7] 劉志壯，洪添勝，.[8] 薛定宇，清華大學(xué)出版社，2002.[9] :電子工業(yè)出版社，2003[10] ，2005.[11] 百度百科,
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