《水箱水位的模糊PID控制与PID控制的比较分析》-毕业论文设计（学术).doc

学校代码 10126 学号 分 类 号 TP273+.4 密级 本科毕业论文（设计） 水箱水位的模糊PID控制与PID控制的比较分析 学院、系 电子信息工程学院自动化系 专业名称 自动化 年 级 08 级 学生姓名 指导教师 2012年 06月06日 水箱水位的模糊PID控制与PID控制的比较分析 摘要 论文设计了一个参数自整定的模糊PID控制器来完成对单容水箱水位恒定的控制，并对其进行了SIMULINK仿真，与常规PID控制的仿真结果进行了对比与分析。它的原理是在PID算法的基础上，以误差e及误差的变化率ec作为输入，利用模糊规则进行模糊推理，在运行中不断检测e和ec，并以PID参数的修正值ΔKp、ΔKi、ΔKd为输出，以满足不同时刻偏差和偏差变化率变化对PID参数整定的要求。最终得到PID控制器的三个参数， Kp= Kp′+ΔKp ，Ki= Ki′+ΔKi ，Kd= Kd′+ΔKd，其中Kp′,Ki′,Kd′为预整定值。仿真结果表明，参数自整定PID控制系统的动态性能得到高。 关键词：水位控制，模糊PID，SIMULINK A Comparative Analysis of Controlling Effect between Fuzzy PID Control and PID Control of Water Level Author:Wenlong Wei Tutor: Zhengqing Hao ABSTRACT This paper designes a parameter self-setting fuzzy PID controller to keep the level of water tank as a constant , and analyses the SIMULINK, and compared with conventional PID controller抯 simulation results . It抯 principle is based on PID algorithm and it takes error e and error rate ec as inputs. Using the fuzzy rules for fuzzy reasoning, and constantly testing e and ec, then export PID parameters (ΔKp, ΔKi, ΔKd) to meet error and error rate’s requirements at PID parameters. Finally achieved the PID controller’s three parameters, Kp = Kp +Δ Kp, Ki = Ki + ΔKi, Kd = Kd + ΔKd, Among them ,Kp, Ki, Kd is the initial value of PID controller.The simulation results show that the parameter self-setting PID control system dynamic performance is improved. Key words: water level control, fuzzy PID, SIMULINK 目录 第一章 绪论 1 1.1 课题的研究背景及意义 1 1.2 PID控制的特点 1 1.3 模糊控制技术的特点及展望 2 第二章 被控对象的分析与建模 4 第三章 模糊控制理论 6 3.1 模糊集合定义 6 3.2 模糊语言 6 3.3 模糊变量的隶属函数 7 3.5 论域、量化因子、比例因子的选择 7 3.5.1 论域及基本论域 7 3.5.2 量化因子及比例因子 8 第四章 参数自整定模糊PID控制器的设计内容 10 4.1参数自整定模糊PID控制原理 10 4.2模糊控制器的结构设计及模糊变量的论域设计 10 4.2.1模糊控制器的结构设计 10 4.2.2 模糊控制器模糊变量的论域设计 11 4.3 模糊集选择及隶属函数设计 12 4