定稿基于模糊控制的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計-資料下載頁
2025-11-01 02:31本頁面
【導(dǎo)讀】撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。向有關(guān)畢業(yè)論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。入有關(guān)數(shù)據(jù)庫以資檢索，可以采用復(fù)印、縮印或掃描復(fù)制手段保存或匯編本畢業(yè)論文。本文先介紹了模糊控制系統(tǒng)的研究背景，討論了該控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。溫度控制系統(tǒng)的深入研究，進(jìn)而對溫度控制系統(tǒng)模糊控制的各個模塊分析和設(shè)計。效果和控制精度明顯提高，能滿足控制要求。以滿足仿真需要。模糊控制的產(chǎn)生是傳統(tǒng)且規(guī)則的專家控制和模糊集理論。這時模糊控制就會顯得具備吸引。測量的方法有很多，其中膨脹計法是有效方法之一。膨脹計通過線性升溫過。模糊控制是基于豐富操作經(jīng)驗總結(jié)出的、用自然語言描述的控制策略，它與傳統(tǒng)控制的最大不同，不需要知道控制對象的數(shù)學(xué)模
【正文】 的時間，實現(xiàn)高效率地開發(fā)系統(tǒng)的目標(biāo) [11]。它使用簡單，功能強(qiáng)大，并且支持連續(xù)、離散及兩者混合的 線性和非線性系統(tǒng)。 Simulink 包含多個子模型庫，每個子模型庫中又包含多個功能模塊。而且使用鼠標(biāo)拖拽，搭積木式的編輯方法，簡單方便，直觀高效。用戶也可以用語言編寫自定義功能函數(shù)，通過 Simulink 中的 Mfunction 模塊將模塊控制程序連接到仿真模型中。模糊邏輯工具箱就是一個可以嵌入到 Simulink 仿真視圖的模糊控制器設(shè)計工具。 在這里我就是利用 Simulink 對電阻爐溫度進(jìn)行仿真的。 基于 simulink 的模糊控制器的仿真及其調(diào)試 (1)啟動 matlab 后 ,在主窗口 中鍵入 fuzzy 回車 ,屏幕上就會顯現(xiàn)出如下圖所示的“ FIS Editor”界面 ,構(gòu)建一個兩輸入一輸出的模糊控制器，即模糊推理系統(tǒng)編輯器，并保存，如圖 41 所示 [12]。 昌吉學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 圖 41 模糊控制 FIS 設(shè)計 (2)雙擊輸入量或輸出量?？蛑械娜魏我粋€ ,都會彈出隸屬函數(shù)編輯器 ,簡稱MF 編輯器，如圖 42。 圖 42 MF 編輯器 基于模糊控制的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 16 (3)在 FIS Editor 界面順序單擊菜單 Editor— Rules 出現(xiàn)模糊規(guī)則編輯器，如圖 43。 圖 43 模糊規(guī)則編輯器 建立 simulink 仿真模型 電阻爐 一般都屬于一階對象和純滯后的一階對象，因此被控對象的傳遞函數(shù)可表示為： ? ? ?eTSKG f?? 1s 其中： fK 指被控對象的放大系數(shù)； T 指被控對象的時間常數(shù)； ? 指純滯后時間； 被控對象為 ? ? sessG 202001 1 ??? ，采樣周期 5s。 圖 44 為在 Simulink 環(huán)境下，模糊控制器和一階滯后被控對象組成的采樣控制系統(tǒng)的仿真結(jié)構(gòu)圖。假如仿真的結(jié)果不滿意，可以先調(diào)整比例變換因子 eK 、ecK 和 uK ，再調(diào)整模糊控制規(guī)則和隸屬函數(shù)。 昌吉學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 17 圖 44 仿真結(jié)構(gòu)圖 選取 100?eK ， ?ecK ， 5?uK 時，在 Simlation 下拉菜單中，選擇 Start,完成仿真，雙擊 Simulink 仿真結(jié)構(gòu)圖中的 Scope，系統(tǒng)階躍 響應(yīng)如圖 45 所示。 圖 45 無干擾階躍響應(yīng)結(jié)果 基于模糊控制的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 18 在系統(tǒng)中加入了干擾，其結(jié)構(gòu)如圖 46。 圖 46 加入干擾的階躍仿真結(jié)果 選取數(shù)據(jù)同上，加入干擾后階躍響應(yīng)仿真結(jié)果如圖 47。 圖 47 加入干擾后的階躍響應(yīng)仿真結(jié)果 通過以上仿真嘗試，我們從仿真的圖形就可以看出模糊控制可以很快的穩(wěn)定期望值，并在期望值附近小幅度的震蕩，在人工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上的模糊控制能夠?qū)囟瓤刂葡到y(tǒng)進(jìn)行很好的控制，也可以滿足調(diào)節(jié)時間短、干擾的控制要求。 昌吉學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 19 5 全文總結(jié) 電阻爐是一種不確定了、大慣性 、大時滯、非線性嚴(yán)重的控制對象，精確建模具有特殊的困難，用傳統(tǒng)的 PID 控制難以取得很好的控制效果。此外 ,常規(guī) PID 的控制參數(shù)一般由人工控制，但是過程復(fù)雜，浪費精力。但是模糊控制并不需要建立精確的數(shù)學(xué)模型而通過人的操作經(jīng)驗就能實現(xiàn)智能控制。為此，本文對有關(guān)控制理論，經(jīng)過長期對電阻爐溫度控制系統(tǒng)手工操作經(jīng)驗的積累，利用模糊控制方法，并且在 MATLAB 的 SIMULINK 環(huán)境下的仿真結(jié)果表明，對具有純滯后的非線性系統(tǒng)，既有常規(guī)模糊控制響應(yīng)快的特點，還具很好的自適應(yīng)能力和魯棒性，因此，能夠滿足多干擾，變參數(shù)和非線性控 制過程的要求。 本文通過 matlab 對所設(shè)計的模糊控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。本溫度控制系統(tǒng)具有很廣泛的應(yīng)用范圍，在不改變參數(shù)的情況下可以對不同的控制對象進(jìn)行控制，并且達(dá)到較好的控制效果。同時，本次設(shè)計還存在一些不足之處，在以后的學(xué)習(xí)和工作中會更加深入的對課題進(jìn)行研究，以期能夠真正做到學(xué)以致用。 基于模糊控制的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 20 參考文獻(xiàn) [1]章衛(wèi)國 ,楊向忠 .模糊控制理論與應(yīng)用 [M],西北工業(yè)大學(xué)出版社 ,2020. [2]劉增良 .模糊技術(shù)與應(yīng)用選編 [M],北京航空航天出版社 ,2020. [3]李士勇 .模糊控制 .神經(jīng)控制和智能 控制論 [M],哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,2020. [4]陸平 ,郭漢清 ,桑學(xué)海 .模糊 PFC 及應(yīng)用研究 [M],南通大學(xué) ,電氣工程學(xué)院 ,江蘇 南通 ,2020,37（ 5） :16～ 18 [5]石辛民郝整清 .模糊 ,控制及 MATLAB 仿真 [M],清華大學(xué)出版社 ,北京交通大學(xué)出版社 , [6]張毅 ,羅元 ,鄭太雄 ,等 .移動機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用 [M].北京 :電子工業(yè)出版社2020:168 [7]方康玲 .過程控制及其 MATLAB 仿真 [M],電子工業(yè)出版社 , [8]韓峻峰 ,李玉惠 ,等 .模糊控制技術(shù) [M],重慶大學(xué)出版社 , [9]聞新 ,等 .MATLAB 模糊邏輯工具箱的分析與應(yīng)用 [M],科學(xué)出版社 ,2020 [10]秦杰 ,溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 [D],武漢理工大學(xué) , [11]張德豐，等 .MATLAB/Simulink 建模與仿真實例精 講 [M],機(jī)械工業(yè)出版社， [12]王忠禮，段慧達(dá)，高玉峰 .MATLAB 應(yīng)用技術(shù) [M]，清華大學(xué)出版社， 昌吉學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 21 致 謝 非常感謝劉紅老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段 —— 畢業(yè)設(shè)計階段對我的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，她給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。物理指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文，她放棄了自己的休息時間，她的這種無私奉獻(xiàn)的精神令人欽佩，在此我向她表示誠摯的謝意。 通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文《基于模糊控制的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計》終于完成了，這意味 著大學(xué)生活即將結(jié)束。在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益匪淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。 畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開始。我將銘記我曾是昌吉學(xué)院的一名學(xué)子，在今后的工作中把昌吉學(xué)院的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚(yáng)光大。 感謝各位專家的批評指導(dǎo)。
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