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(編輯修改稿)
2025-07-17 04:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 定的智能水平。 ，干擾和參數(shù)變化對控制效果的影響被大大減弱，尤其適合于非線性、時變及純滯后系統(tǒng)的控制。 1精度尚不且夠高2自適應(yīng)能力有限3會產(chǎn)生振蕩 控制規(guī)則的結(jié)構(gòu)和覆蓋不恰當(dāng) 比例因子和量化因子選擇不當(dāng) 特別是對中心的語言變量選擇不當(dāng)4模糊系統(tǒng)的動態(tài)性能比較好，但是穩(wěn)態(tài)性能較差。5控制規(guī)則優(yōu)化尚有困難第二章 空調(diào)車廂內(nèi)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)空調(diào)車廂是一個延遲比較大，內(nèi)外環(huán)境溫度變化復(fù)雜頻繁的被控對象，本章分別用常規(guī)PID和參數(shù)模糊自整定PID兩種控制器對車廂溫度進(jìn)行控制，建立控制器的模型，確定PID控制器的參數(shù)和模糊控制的規(guī)則表，在SIMULINK下兩種控制方式進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，找出兩種不同控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)。 車廂內(nèi)溫度控制傳遞函數(shù)已知空調(diào)車廂被控對象的傳遞函數(shù)G(S)為： 控制器的設(shè)計(jì) 常規(guī)PID控制系統(tǒng)的建立，積分和微分三種規(guī)律合成的一種調(diào)節(jié)方法，因此，PID調(diào)節(jié)器的動作規(guī)律為：其中分別為模擬控制器的比例增益，積分時間，微分時間。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(jì)算控制量，因此，必須離散化，表達(dá)成差分方程的形式。 所以： 2. 增量型 = 本控制系統(tǒng)PID控制器采用位置型，只需要考慮前后兩次的誤差，在控制系統(tǒng)中用微分和積分都很容易實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單，清晰。二. PID控制器參數(shù)整定方法1. 經(jīng)驗(yàn)試湊法對于P控制器，將比例度放在較大的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值上，逐步減小，觀察被控量過渡過程曲線，直到曲線滿意為止。對于PI控制器，先設(shè)置Ti=∞，按純比例作用整定比例度，使之達(dá)到4:1衰減過程曲線，直到曲線滿意為止，然后將放大10%20%，將積分時間由大到小的逐步加入，直至獲得4:1衰減過程對于PID控制器，將TD=0先按PI作用湊試程序整定好,Ti，然后將減低到比原值小10%20%位置，Ti也適當(dāng)減小后，再把TD由小到大地逐步加入，觀察過渡過程曲線，直到獲得滿意的過渡過程為止。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)。2)做設(shè)定值擾動實(shí)驗(yàn)，逐步減小比例度,直到出現(xiàn)等幅振蕩為止，記下此時控制器的比例度和振蕩曲線的周期Tk。3)按下表21計(jì)算出衰減振蕩是控制器的參數(shù)值并設(shè)置于控制器上，再做設(shè)定值擾動實(shí)驗(yàn)觀察過渡過程曲線，若記錄曲線不滿足控制質(zhì)量要求，再對計(jì)算值做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。表21臨界比例度發(fā)參數(shù)計(jì)算表參數(shù)范圍控制系統(tǒng) TI TDP 2k —— —— PI —— PID 1). 將Ti=∞,TD=0,在純比例的作用下系統(tǒng)投入運(yùn)行。按經(jīng)驗(yàn)法整定比例度，直至出現(xiàn)4:1衰減過程為止。此時的比例度記為，衰減振蕩周期Ts。 2).根據(jù)已測得的,Ts按表22所列經(jīng)驗(yàn)關(guān)系計(jì)算出控制器的整定參數(shù)值。 表22衰減曲線法控制器整定參數(shù)表 Ti T P —— —— PI —— PID 參數(shù)范圍控制系統(tǒng)3).根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果設(shè)置控制器的參數(shù)值，做設(shè)定值擾動實(shí)驗(yàn)，觀察過渡過程曲線，如果記錄曲線不夠理想，再做適當(dāng)調(diào)整參數(shù)值，直到符合要求為止。 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。2)按下式公式求取廣義對象的放大系數(shù)K0 式中：表示被控量測量值的變化量； 表示控制器輸出的變化量 表示測量儀表的刻度范圍 表示控制器輸出值的變化范圍3).根據(jù)己得到的對象特性參數(shù)，T0和K0，按表23所列公式計(jì)算確定4:1遞減過程控制器的參數(shù)，Ti和TD值。表23響應(yīng)曲線法控制器整定參數(shù)經(jīng)驗(yàn)公示表參數(shù)范圍控制系統(tǒng) Ti TD P—— —— PI—— PID：1）. 將Ti=∞,TD=0,在純比例的作用下系統(tǒng)投入運(yùn)行。按經(jīng)驗(yàn)法整定比例度，直至出現(xiàn)4:1衰減過程為止。此時的比例度記為，衰減振蕩周期Ts。記下此時的比例度為 =，衰減周期Ts=160S2）.根據(jù)已測得的,Ts按表21所列經(jīng)驗(yàn)關(guān)系計(jì)算出控制器的整定參數(shù)值由表21得==，KP=1/=Ti==48，得KI=KP/Ti=,TD==16,得KD=KP*TD=3).根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果設(shè)置控制器的參數(shù)值，做設(shè)定值擾動實(shí)驗(yàn)，觀察過渡過程曲線，如果記錄曲線不夠理想，再做適當(dāng)調(diào)整參數(shù)值，直到符合要求為止。經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)得KP=，KI=，KD= 模糊PID控制器的設(shè)計(jì)一. 基本原理以常規(guī)PID控制為基礎(chǔ)，以被控對象的反饋值與給定值的偏差E和偏差的變化率EC作為輸入，根據(jù)模糊推理的思想對PID控制器的參數(shù)kp，ki，kd進(jìn)行在線整定，以滿足不同控制系統(tǒng)對控制精度的需要。控制系統(tǒng)由兩部分組成，即常規(guī)PID部分和模糊推理PID的kp，ki，kd參數(shù)兩部分。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 。 為比例參數(shù)的初值 。 為積分參數(shù)的初值 。 為微分參數(shù)的初值二. 精確量的模糊化是將輸入的精確量轉(zhuǎn)化成模糊
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