【正文】 最后，向在百忙中抽出時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行評(píng)審并提出寶貴意見(jiàn)的各位 老師 表示衷心地感謝！ 。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！ 本論文的順利完成，離不開(kāi)各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。不僅使我樹(shù)立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研 究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。 太原科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 趙瑞剛：基于模糊算法的雙容水箱液位控制系統(tǒng)研究 41 參考文獻(xiàn) 【 1】 潘永湘，楊延西，趙躍 .過(guò)程控制與自動(dòng)化儀表 [M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 【 2】 王志新，谷云東 .隨機(jī)出 、 入水雙容水箱液位控制實(shí)驗(yàn)及被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型 [J].化工自動(dòng)化及儀表， 2020， 33 【 3】 孫志毅，李虹，陳志梅，趙志誠(chéng) .控制工程基礎(chǔ) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 【 4】 張井崗 .過(guò)程控制與自動(dòng)化儀表 [M].北京：北京大學(xué)出版神社， 2020 【 5】 李國(guó)勇，謝克明，楊麗娟 .計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與 CAD[M].北京：電子工業(yè)出版社， 【 6】 王建華，黃河清 .計(jì)算機(jī)控制技術(shù) [M].北京：高等教育出版社， 【 7】 劉金琨 .先進(jìn) PID控制及其 MATLAB仿真 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2020 【 8】 梁穎杏，周永華，黃煒 .基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的三容水箱液位控制系統(tǒng)辨識(shí) [J].湖南：湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020， 21(5) 【 9】 蘇潔，任佳，潘海鵬，武海濤 .基于 DCS平臺(tái)的水箱液位控制系統(tǒng)的模糊控制算法 [J].浙江：浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020， 26(4) 【 10】 王志新，谷云東，李洪興 .單水箱液位控制系統(tǒng)的模糊推理建模及仿真 [J].模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué)， 2020， 21(2) 【 11】 侯濤，董海鷹 .基于 THJ3型的二容水箱模糊控制器設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究 [J].蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020(6) 【 12】 齊建玲，李葉紫，蔡文龍 .一種模糊神經(jīng) PID控制器的設(shè)計(jì) [J].機(jī)床液壓， 2020(30) 【 13】 侯濤 .神經(jīng) PID控制在雙容水箱液位控制的實(shí)驗(yàn)研究 [J].蘭州交通大學(xué)校報(bào)， 2020， 28(3) 【 14】 葛薇，朱青 .模糊 PID控制 [J].安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2020， 4(911) 【 15】 葛薇，朱青 .基于 MATLAB/Simulink下的模糊自適應(yīng) PID在鍋爐汽包水位控制中的應(yīng)用 [J].控制與傳動(dòng)， 2020， 3(4849) 【 16】 王海英，袁麗英，吳勃 .控制系統(tǒng)的 MATLAB仿真與設(shè)計(jì) [M].北京：高等教育出版社， 2020 【 17】 胡壽松 .自動(dòng)控制原理 .第四版 [M].北京：科學(xué)出版社， 2020 【 18】 曹弋 .MATLAB教程及實(shí)訓(xùn) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 【 19】 王正林 .過(guò)程控制與 Simulink應(yīng)用 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2020 【 20】 躠定宇 .控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) MATLAB語(yǔ)言及應(yīng)用 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2020 太原科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 42 趙瑞剛：基于模糊算法的雙容水箱液位控制系統(tǒng)研究 43 致 謝 本論文是在導(dǎo)師 李曄老師 的悉心指導(dǎo)下完成的。 太原科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 趙瑞剛：基于模糊算法的雙容水箱液位控制系統(tǒng)研究 39 結(jié)束語(yǔ) 模糊控制在自動(dòng)控制領(lǐng)域中正不斷的發(fā)展，有其特有的優(yōu)點(diǎn)，利用現(xiàn)有的經(jīng)典控制技術(shù)（如 PID 控制）存在著較大的困難，本文引入了模糊控制技術(shù)來(lái)解決這個(gè)難題，結(jié)果表明利用此技術(shù)能大大縮短編程工作量，對(duì)被控制對(duì)象的輸入輸出模糊變量的量化論域，語(yǔ)言變量、參數(shù)、隸屬函數(shù)及其控制規(guī)則等 ,均可根據(jù)實(shí)際情況方便地進(jìn)行優(yōu)化工作 ,而且 ,所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)通用性強(qiáng) ,能非常形象直觀地看到輸入輸出模糊變量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)具有高度非線性、環(huán)境干擾因素大、時(shí)延大、沒(méi)有明確數(shù)字模型對(duì)象的調(diào)節(jié)，效果明顯優(yōu)于其他控制器。而在增加了隨機(jī)擾動(dòng)后，系統(tǒng)仍 然能夠保持較好的穩(wěn)態(tài)特性，具有 較強(qiáng)的抗擾動(dòng)能 力。 模糊控制 增加了隨機(jī)動(dòng)態(tài)擾動(dòng)后的仿真曲線如圖 416 所示。 圖 415 為傳統(tǒng) PID 控制與模糊控制 的仿真曲線比較 ,其中圖 415（ a）為傳統(tǒng) PID 控制得到的曲線，圖 415（ b）為模糊控制得到的曲線。圖中曲線的超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間都令人滿意。 得到的模糊控制器的輸出曲面如圖 412 圖 412 模糊控制器輸出曲面 模糊控制仿真結(jié)果 其在 Simulink 下的模糊控制仿真圖如圖 413 所示。雙擊 Fuzzy Logic Controller 模塊，在 Parameters 中輸入上面所建立的 文 件名，在 MATLAB 的命令窗口中輸入以下兩條命令： Readfis。 在 edit 下的 Rules 輸入相應(yīng)的模糊控制規(guī)則 ： 1. If(E is NB) and(EC is NB) then(U is PB) 2. If(E is NB) and(EC is NM) then(U is PB) 3. If(E is NB) and(EC is NS) then(U is PB) 趙瑞剛：基于模糊算法的雙容水箱液位控制系統(tǒng)研究 33 4. If(E is NB) and(EC is ZO) then(U is PM) 5. If(E is NB) and(EC is PS) then(U is PM) 6. If(E is NB) and(EC is PM) then(U is PS) 7. If(E is NB) and(EC is PB) then(U is ZO) 8. If(E is NM) and(EC is NB) then(U is PB) 9. If(E is NM) and(EC is NM) then(U is PB) 10. If(E is NM) and(EC is NS) then(U is PM) 11. If(E is NM) and(EC is ZO) then(U is PM) 12. If(E is NM) and(EC is PS) then(U is PS) 13. If(E is NM) and(EC is PM) then(U is ZO) 14. If(E is NM) and(EC is PB) then(U is ZO) 15. If(E is NS) and(EC is NB) then(U is PM) 16. If(E is NS) and(EC is NM) then(U is PM) 17. If(E is NS) and(EC is NS) then(U is PM) 18. If(E is NS) and(EC is ZO) then(U is PS) 19. If(E is NS) and(EC is PS) then(U is ZO) 20. If(E is NS) and(EC is PM) then(U is ZO) 21. If(E is NS) and(EC is PB) then(U is NS) 22. If(E is ZO) and(EC is NB) then(U is PM) 23. If(E is ZO) and(EC is NM) then(U is PM) 24. If(E is ZO) and(EC is NS) then(U is PS) 25. If(E is ZO) and(EC is ZO) then(U is ZO) 26. If(E is ZO) and(EC is PS) then(U is NS) 27. If(E is ZO) and(EC is PM) then(U is NS) 28. If(E is ZO) and(EC is PB) then(U is NM) 29. If(E is PS) and(EC is NB) then(U is PS) 30. If(E is PS) and(EC is NM) then(U is PS) 31. If(E is PS) and(EC is NS) then(U is ZO) 32. If(E is PS) and(EC is ZO) then(U is ZO) 33. If(E is PS) and(EC is PS) then(U is NS) 太原科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 34. If(E is PS) and(EC is PM) then(U is NM) 35. If(E is PS) and(EC is PB) then(U is NM) 36. If(E is PM) and(EC is NB) then(U is ZO). 37. If(E is PM) and(EC is NM) then(U is ZO) 38. If(E is PM) and(EC is NS) then(U is NS) 39. If(E is PM) and(EC is ZO) then(U is NM) 40. If(E is PM) and(EC is PS) then(U is NM) 41. If(E is PM) and(EC is PM) then(U is NB) 42. If(E is PM) and(EC is PB) then(U is NB) 43. If(E is PB) and(EC is NB) then(U is ZO) 44. If(E is PB) and(EC is NM) then(U is ZO) 45. If(E is PB) and(EC is NS) then(U is NM) 46. If(E is PB) and(EC is ZO) then(U is NB) 47. If(E is PB) and(EC is PS) then(U is NB) 48. If(E is PB) and(EC is PM) then(U is NB) 49. If(E is PB) and(EC is PB) then(U is NB) 規(guī)則編輯器如圖 411所示。 趙瑞剛：基于模糊算法的雙容水箱液位控制系統(tǒng)研究 31 模糊控制規(guī)則表如表 41所示。 由于三角形隸屬度函數(shù)簡(jiǎn)單易行，計(jì)算效率高，且僅與直線的形狀有關(guān)，適合于實(shí)時(shí)控制和在線調(diào)整的模糊控 制，因此，本模糊 控制器的輸入輸出變量均選用三角形隸屬度函數(shù)曲線。 打開(kāi) FIS editor 的下拉菜單 edit，在 Add Variable 中分別添加模糊控制器的輸入變量 E和 EC，輸出變量 。在 MATLAB 的命令窗口中輸入 fuzzy，出現(xiàn) FIS editor 的界面，在此可編輯所需的模糊推理系統(tǒng)。最終 采用臨界比例度法得到的 PID參數(shù)為 ： = = = PID 控制 仿真 結(jié)果 最終通過(guò)傳統(tǒng) PID 控制器得出的雙容液位控制曲線如圖 47 所示， 此時(shí)系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)基本令人滿意。 圖 46 加入 PID控制器的曲線 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差基本為零，調(diào)節(jié)時(shí)間略有減小，但是超調(diào)量接近 50%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的要求。 太原科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 44 加入比例環(huán)節(jié)后的曲線 由圖 9 知系統(tǒng)超調(diào)量較小，調(diào)節(jié)時(shí)間為 120s 左右，但是存在較大的穩(wěn)態(tài)誤差為 左右，由前