【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(dòng)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U(xiǎn)niform Random Number擾動(dòng)環(huán)節(jié)后，調(diào)節(jié)時(shí)間仍為400s，系統(tǒng)依然無(wú)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(dòng)，但所有輸出液位值均在控制要求的范圍之內(nèi)。 Sequence擾動(dòng)環(huán)節(jié)下的仿真系統(tǒng)加入Repeating Sequence擾動(dòng)環(huán)節(jié)后的simulink圖如圖411所示。其中擾動(dòng)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(dòng)環(huán)節(jié)下的simulink圖圖412 Repeating Sequence擾動(dòng)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(dòng)環(huán)節(jié)后，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間較原系統(tǒng)變慢，調(diào)節(jié)時(shí)間約為800s，且有一定的超調(diào)，%，液位輸出存在微小波動(dòng)。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(dòng)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(dòng)環(huán)節(jié)后的simiulink圖如圖414所示。圖414 Step擾動(dòng)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(dòng)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(shí)間仍為400s，當(dāng)t=700s時(shí)刻加入階躍信號(hào)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(yàn)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(dòng)環(huán)節(jié)下系統(tǒng)的響應(yīng)曲線圖（合適比例度） Generator擾動(dòng)環(huán)節(jié)下的仿真系統(tǒng)加入Pulse Generator擾動(dòng)環(huán)節(jié)后的simulink圖如圖417所示。圖417 Pulse Generator擾動(dòng)環(huán)節(jié)下的simulink圖如圖417所示，其中擾動(dòng)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(dòng)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(dòng)環(huán)節(jié)后，沒有影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間，調(diào)節(jié)時(shí)間仍然為400s，系統(tǒng)的輸出存在一定的波動(dòng)，波動(dòng)范圍較小，控制過(guò)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(dòng)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(jì)的系統(tǒng)中，被控對(duì)象的模型發(fā)生改變時(shí)即等同于為被控對(duì)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(duì)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(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響很小，只是略微的延長(zhǎng)了一點(diǎn)調(diào)節(jié)時(shí)間。 當(dāng)系統(tǒng)模型有較大變化時(shí)，將、做較大改動(dòng)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(shí)，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)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(diǎn)如下。(1)控制系統(tǒng)過(guò)程響應(yīng)時(shí)間較快。(2)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間快。本系統(tǒng)中，在各擾動(dòng)下水位的調(diào)節(jié)時(shí)間均在400s左右，符合設(shè)計(jì)要求。(3)控制系統(tǒng)過(guò)程無(wú)超調(diào)。這一優(yōu)點(diǎn)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(shí)間，進(jìn)而迅速進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。(4)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能優(yōu)越。水箱液位控制系統(tǒng)本為大時(shí)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(wèn)題，得到了很好的動(dòng)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(shí)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(diǎn)確實(shí)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(bǔ)?？?結(jié)水箱液位控制系統(tǒng)具有大滯后、非線性和時(shí)變性的特點(diǎn)，是一個(gè)復(fù)雜的多變量控制系統(tǒng)。本文從水箱液位的動(dòng)態(tài)特性入手并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行中的問(wèn)題，對(duì)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(yùn)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(lái)的大超調(diào)、響應(yīng)時(shí)間慢等缺陷，取得了良好的動(dòng)態(tài)控制效果。根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)中采用串級(jí)控制，是將主控制器即模糊控制器與一個(gè)簡(jiǎn)單的比例控制器串聯(lián)起來(lái)進(jìn)行協(xié)調(diào)工作。模糊控制的引入，使系統(tǒng)變?yōu)橐粋€(gè)雙輸入單輸出的系統(tǒng)，為了消除系統(tǒng)的內(nèi)擾，設(shè)計(jì)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(lái)的不確定擾動(dòng)。在仿真中主要是通過(guò)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(jì)過(guò)程中利用Simulink的仿真平臺(tái)驗(yàn)證該串級(jí)控制系統(tǒng)具有的控制性能，分別在加入不同的擾動(dòng)環(huán)節(jié)后進(jìn)行仿真，通過(guò)觀察各擾動(dòng)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(wèn)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(shí)間的倉(cāng)促和個(gè)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(shí)上的漏洞，請(qǐng)諒解。作為該專業(yè)的學(xué)生，本次設(shè)計(jì)意義非凡，不僅是對(duì)個(gè)人所學(xué)綜合運(yùn)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(diǎn)及研究方向。參考文獻(xiàn)[1] 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China39。s industrial press .2004 謝 辭 歷時(shí)三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)涵蓋了大學(xué)期間學(xué)習(xí)的多數(shù)專業(yè)知識(shí)，無(wú)論是在理論上還是實(shí)踐上都給予了自己長(zhǎng)足的提高。甚至一些課本上沒有的知識(shí)也通過(guò)這段時(shí)間的查找資料充分的理解并掌握，一方面加深了原有知識(shí)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(jiān)實(shí)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(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給予了最大幫助，加速我完成工作的同時(shí)使我避免了的一些設(shè)計(jì)中可能遇到的阻礙，并以她淵博的專業(yè)知識(shí)指引了我今后的前進(jìn)方向。同時(shí)，我要感謝各科的任課老師四年來(lái)的辛勤培養(yǎng)，豐富了我的專業(yè)知識(shí)，也為此次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)中帶來(lái)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(dòng)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(diǎn)且在論文定稿過(guò)程中給予細(xì)心的校驗(yàn)，在此，致以誠(chéng)摯謝意。最后感謝評(píng)審我本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的評(píng)審老師，歡迎您們提出寶貴的意見，謝謝！35