【正文】 inimum=10，Maximum=10。,Initial seed=0,Sample Time=0。其響應(yīng)曲線圖如圖410所示。圖410Uniform Random Number擾動環(huán)節(jié)下的系統(tǒng)響應(yīng)曲線圖如圖410所示，系統(tǒng)加入Uniform Random Number擾動環(huán)節(jié)后，調(diào)節(jié)時間仍為400s，系統(tǒng)依然無超調(diào)，在此范圍內(nèi)系統(tǒng)的輸出范圍為[ ],，符合控制要求，且水箱液位有微小的波動，但所有輸出液位值均在控制要求的范圍之內(nèi)。 Sequence擾動環(huán)節(jié)下的仿真系統(tǒng)加入Repeating Sequence擾動環(huán)節(jié)后的simulink圖如圖411所示。其中擾動環(huán)節(jié)Repeating Sequence的參數(shù)設(shè)置如下：Time Values=[0 10],Output Values=[0 2]。其響應(yīng)曲線如圖412所示。圖411 Repeating Sequence擾動環(huán)節(jié)下的simulink圖圖412 Repeating Sequence擾動環(huán)節(jié)下系統(tǒng)的響應(yīng)曲線圖如圖412所示，系統(tǒng)在加入Repeating Sequence擾動環(huán)節(jié)后，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間較原系統(tǒng)變慢，調(diào)節(jié)時間約為800s，且有一定的超調(diào)，%，液位輸出存在微小波動。在此參數(shù)下系統(tǒng)的輸出范圍為[ ]，符合系統(tǒng)控制要求。若Output Values最大值設(shè)定為10，則系統(tǒng)最終輸出穩(wěn)定在94mm，不再符合控制要求。在最合適的比例度下，圖412即為圖413所示。圖413 Repeating Sequence擾動環(huán)節(jié)下系統(tǒng)的響應(yīng)曲線圖（合適比例度下）系統(tǒng)加入Step擾動環(huán)節(jié)后的simiulink圖如圖414所示。圖414 Step擾動環(huán)節(jié)下的simulink圖如圖414所示，其中Step環(huán)節(jié)參數(shù)設(shè)定，Step time=700,Initial value=0,final value=3,Sample time=3。其響應(yīng)曲線如圖415所示。圖415 Step擾動環(huán)節(jié)下系統(tǒng)的響應(yīng)曲線圖如圖415所示，在此參數(shù)下，系統(tǒng)調(diào)節(jié)時間仍為400s，當(dāng)t=700s時刻加入階躍信號后，存在很小的超調(diào)，可以忽略。，符合控制要求。在合適的比例度下圖415即圖416所示。經(jīng)多次試驗知，若將Step環(huán)節(jié)的Final value值設(shè)定為5，開始不符合控制要求。圖416 Step擾動環(huán)節(jié)下系統(tǒng)的響應(yīng)曲線圖（合適比例度） Generator擾動環(huán)節(jié)下的仿真系統(tǒng)加入Pulse Generator擾動環(huán)節(jié)后的simulink圖如圖417所示。圖417 Pulse Generator擾動環(huán)節(jié)下的simulink圖如圖417所示，其中擾動環(huán)節(jié)Pulse Generator 的參數(shù)設(shè)置如下：Pulse type 設(shè)為 Time based，Amplitude=5，Period（secs）=2，Pulse Width（% of period）=50，Phase delay（secs）=0。其響應(yīng)曲線圖如圖418所示。圖418 Pulse Generator擾動環(huán)節(jié)下系統(tǒng)的響應(yīng)曲線圖 如圖418所示，在加入Pulse Generator擾動環(huán)節(jié)后，沒有影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間，調(diào)節(jié)時間仍然為400s，系統(tǒng)的輸出存在一定的波動，波動范圍較小，控制過程沒有超調(diào)量。，符合系統(tǒng)控制要求。在合適的比例度下，圖418即為圖419所示。圖417 Pulse Generator擾動環(huán)節(jié)下系統(tǒng)的響應(yīng)曲線圖（合適比例度） 系統(tǒng)模型發(fā)生改變的仿真 本文所設(shè)計的系統(tǒng)中，被控對象的模型發(fā)生改變時即等同于為被控對象傳遞函數(shù)發(fā)生變化。模型發(fā)生變化后的simulink圖如圖420所示。圖420 系統(tǒng)模型發(fā)生改變后的simulink圖如圖420所示，我們將上下水箱傳遞函數(shù)中的、分別變?yōu)?0和82。這種情況下對系統(tǒng)進(jìn)行仿真，得到系統(tǒng)響應(yīng)曲線圖如圖421所示。圖421 系統(tǒng)模型改變后的響應(yīng)曲線圖由圖421可以看出，當(dāng)系統(tǒng)模型改變不大時對系統(tǒng)的影響很小，只是略微的延長了一點調(diào)節(jié)時間。 當(dāng)系統(tǒng)模型有較大變化時，將、做較大改動以反映系統(tǒng)模型的大變化。如將、分別變?yōu)?80和185，系統(tǒng)的響應(yīng)曲線則如圖422所示。 圖422 系統(tǒng)模型發(fā)生較大改變后的響應(yīng)曲線圖由圖422可知，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生如上變化時，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間變?yōu)?00s，較原系統(tǒng)有所增大。進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，依然存在一定量的穩(wěn)態(tài)誤差，但并不影響穩(wěn)態(tài)值。 模糊液位控制系統(tǒng)的性能分析，經(jīng)分析后得知模糊控制系統(tǒng)的特點如下。(1)控制系統(tǒng)過程響應(yīng)時間較快。(2)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)時間快。本系統(tǒng)中，在各擾動下水位的調(diào)節(jié)時間均在400s左右，符合設(shè)計要求。(3)控制系統(tǒng)過程無超調(diào)。這一優(yōu)點在控制中十分顯著，沒有太大的超調(diào)量，系統(tǒng)即可大量縮短調(diào)節(jié)時間，進(jìn)而迅速進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。(4)控制系統(tǒng)動態(tài)性能優(yōu)越。水箱液位控制系統(tǒng)本為大時變、非線性的系統(tǒng)，控制系統(tǒng)中模糊控制理念的引入與應(yīng)用很好的克服了這一問題，得到了很好的動態(tài)控制效果。(5)控制系統(tǒng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性。，當(dāng)系統(tǒng)模型發(fā)生改變后，控制系統(tǒng)仍然能夠進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，只是在調(diào)節(jié)時間上有所增大，但是被控量仍能夠符合控制要求。如上所述，系統(tǒng)的的控制性能十分優(yōu)越，但是有一缺點確實難以克服的。那就是系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，存在一定的穩(wěn)態(tài)誤差，進(jìn)而不能精準(zhǔn)的達(dá)到控制效果。如在要求較高的工業(yè)生產(chǎn)中，系統(tǒng)性能就很難達(dá)到要求。這一缺陷需在后續(xù)的學(xué)習(xí)工作中，不斷探索以彌補?？?結(jié)水箱液位控制系統(tǒng)具有大滯后、非線性和時變性的特點，是一個復(fù)雜的多變量控制系統(tǒng)。本文從水箱液位的動態(tài)特性入手并結(jié)合實際運行中的問題，對影響水箱液位控制效果的因素進(jìn)行了分析，引入了將模糊控制運用于液位控制的理念及手段，有效的克服了常規(guī)控制手段帶來的大超調(diào)、響應(yīng)時間慢等缺陷，取得了良好的動態(tài)控制效果。根據(jù)實際情況，設(shè)計中采用串級控制，是將主控制器即模糊控制器與一個簡單的比例控制器串聯(lián)起來進(jìn)行協(xié)調(diào)工作。模糊控制的引入，使系統(tǒng)變?yōu)橐粋€雙輸入單輸出的系統(tǒng)，為了消除系統(tǒng)的內(nèi)擾，設(shè)計中采用了雙回路的結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)回路可以有效地消除系統(tǒng)內(nèi)部帶來的不確定擾動。在仿真中主要是通過控制流入上水箱的閥門開度，進(jìn)而控制水箱的液位。設(shè)計過程中利用Simulink的仿真平臺驗證該串級控制系統(tǒng)具有的控制性能，分別在加入不同的擾動環(huán)節(jié)后進(jìn)行仿真，通過觀察各擾動工況負(fù)荷下的仿真曲線，系統(tǒng)顯示了明顯的適應(yīng)性，即它的魯棒性比較好。但不可避免的是，在系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，一直伴隨著一定量的穩(wěn)態(tài)誤差，模糊控制的決策難以解決，這一問題的解決需要將模糊控制與常規(guī)PID控制有效地結(jié)合，這在以后的學(xué)習(xí)工作中將不斷涉及。由于時間的倉促和個人能力水平的限制，本文在模糊控制的改進(jìn)方面和具體控制效果方面的研究還有所欠缺，不免有一些知識上的漏洞，請諒解。作為該專業(yè)的學(xué)生，本次設(shè)計意義非凡，不僅是對個人所學(xué)綜合運用能力的提高，而且為以后的工作奠定了基礎(chǔ)，找到了本人今后的工作重點及研究方向。參考文獻(xiàn)[1] [M].[2] [M].：P177193[3] 邊立秀，周俊霞，趙勁松，[M].[4] 薛定宇,／Simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用[M]. . [5] 邵裕森，[M]. [6] 王磊,[M].[7] 王志祥，[M].北京：[8] [M]. . [9] 邵裕森,[M]. . [10] [M].[11] [M].:P262268[12] 《控制工程》[J]，[13] 李兵等.《合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）》[J].2006[14]徐昕，——控制工程篇[M].[15] Kazemian， of an intelligent fuzzy controller[J]，The Tenth IEEE international Conference 0n Fuzzy .(1):P517520[16],Lee K,Y..Fuzzy scheduling control of a power plant[J]，Power Engineering Society Winter Meeting，,2000，(1):P441445[17] [J].[18] [J].[19] 吳曉莉，[M].[20] [M].[21] 李敏強(qiáng)，[J].[22] 玄光男，[J].[23] [M].[24] 楊綸標(biāo)，[M]：[25] [26] [M].[27] [M].[28] 石辛民，[M].[29] 王忠禮，段慧達(dá)，——電氣工業(yè)與自動化專業(yè)中的應(yīng)用 [M].[30] 朱華勇，張慶杰，[J].仿真系 （18）[31] 賴一楠，吳陽明，[M].[32] 伍世虔，——設(shè)計與應(yīng)用[M].[33] [M].[34] 石辛民，[M].[35] 毛濤濤，王正林，[M].[36] zhiqiang Control of Water Tank Level and Matlab Simulation[J]. Beijing. China39。s industrial press .2004 謝 辭 歷時三個多月的畢業(yè)設(shè)計涵蓋了大學(xué)期間學(xué)習(xí)的多數(shù)專業(yè)知識，無論是在理論上還是實踐上都給予了自己長足的提高。甚至一些課本上沒有的知識也通過這段時間的查找資料充分的理解并掌握，一方面加深了原有知識系統(tǒng)的鞏固，另一方面也開拓了視野，為以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。在這里要特別感謝我的指導(dǎo)老師張嘉英老師。張老師在我的整個畢業(yè)設(shè)計過程中給予了最大幫助，加速我完成工作的同時使我避免了的一些設(shè)計中可能遇到的阻礙，并以她淵博的專業(yè)知識指引了我今后的前進(jìn)方向。同時，我要感謝各科的任課老師四年來的辛勤培養(yǎng)，豐富了我的專業(yè)知識，也為此次畢業(yè)設(shè)計的順利完成奠定了基礎(chǔ)，特別是王文蘭老師所講授的Matlab課程給我在畢業(yè)設(shè)計中帶來很大便利。在此向我的所有任課老師表達(dá)深深的謝意!我也要感謝我的同學(xué)們，他們的傾情幫助給予我很大動力。尤其是課題同樣涉及模糊控制理論的左金秀同學(xué)，是她解決了我在模糊控制上的諸多疑點且在論文定稿過程中給予細(xì)心的校驗，在此，致以誠摯謝意。最后感謝評審我本次畢業(yè)設(shè)計的評審老師，歡迎您們提出寶貴的意見，謝謝！35