基于fuzzy-pid控制器的雙容水箱液位控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)說明書(編輯修改稿)
2024-07-24 17:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 作用：反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率，具有預(yù)見性，能預(yù)見偏差變化的趨勢，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，在偏差還沒有形成之前，已被微分調(diào)節(jié)作用消除。因此，可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。在微分時(shí)間選擇合適情況下，可以減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。微分作用對(duì)噪聲干擾有放大作用，因此過強(qiáng)的加微分調(diào)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。此外，微分反應(yīng)的是變化率，而當(dāng)輸入沒有變化時(shí)，微分作用輸出為零。微分作用不能單獨(dú)使用，需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合，組成PD或PID控制器。PID控制器的參數(shù)整定是一件非常令人頭痛的事。合理的PID參數(shù)通常由經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員在線整定。在控制對(duì)象有很大的時(shí)變性和非線性的情況下，一組整定好的PID參數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足系統(tǒng)的要求。為此，引入了一套模糊PID控制算法。所謂模糊PID控制器，即利用模糊邏輯算法并根據(jù)一定的模糊規(guī)則對(duì)PID控制的比例、積分、微分系數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化，以達(dá)到較為理想的控制效果，模糊PID控制共包括參數(shù)模糊化、模糊規(guī)則推理、參數(shù)解模糊、PID控制器等幾個(gè)重要組成部分。計(jì)算機(jī)根據(jù)所設(shè)定的輸入和反饋信號(hào)，計(jì)算實(shí)際位置和理論位置的偏差以及當(dāng)前的偏差變化，并根據(jù)模糊規(guī)則進(jìn)行模糊推理，最后對(duì)模糊參數(shù)進(jìn)行解模糊，輸出PID控制器的比例、積分、微分系數(shù)。本設(shè)計(jì)通過PID控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制，模糊推理系統(tǒng)以誤差e作為輸入，采用模糊推理方法對(duì)PID參數(shù)kp、ki、kd進(jìn)行在線整定，以滿足不同誤差e對(duì)控制器參數(shù)的要求。模糊PID算法參數(shù)整定的原則是當(dāng)偏差e的絕對(duì)值較大，系統(tǒng)處于響應(yīng)階段，為加快響應(yīng)速度并防止開始時(shí)偏差e瞬間變大，需取較大的kp，為了防止積分飽和，應(yīng)取較小的ki，同時(shí)為了防止微分飽和，避免系統(tǒng)響應(yīng)出現(xiàn)較大的超調(diào)，應(yīng)減小微分的作用。 雙容水箱液位控制系統(tǒng)的仿真過程為了驗(yàn)證PID模糊控制器的控制效果，用Matlab/Simulink軟件進(jìn)行仿真，通過對(duì)雙容水箱液位控制的分析，在了解其控制過程性能特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選用其功能強(qiáng)大的MATLAB進(jìn)行仿真。MATLAB是現(xiàn)今流行的一種高性能數(shù)值計(jì)算與圖形顯示的科學(xué)和工程計(jì)算軟件，基本單位為
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