模糊控制在液位控制中的仿真应用设计-豆柴文库

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毕业设计


模糊控制在液位控制中的仿真应用设计
SimulationDesignBasedonFuzzyControllerinLiquidLevelControl

















摘要
本次设计主要论述了应用模糊控制理论控制水箱液位，详尽的介绍模糊控制理论的相关知识，提出水箱液位模糊控制的方案，建立基于水箱水位的数学模型并用MATLAB进行仿真设计。
首先根据双容水箱的系统结构，通过计算得到数学模型的传递函数；然后利用Matlab工具箱设计模糊控制器，具体包括以下三步：（1）确定模糊控制器的结构；（2）输入输出的模糊化；（3）模糊推理决策算法设计；最后分别用常规PID控制与模糊控制对双容水箱系统仿真。
通过常规PID控制与模糊控制仿真结果的对比，我们能看出模糊控制较传统的PID控制来讲具有响应速度快、适应性较强，即鲁棒性好、超调量小稳定时间较长等优点，显示出很强的抗干扰性能。

关键词：水位控制；模糊控制器；模糊规则;FIS


Abstract
Thispaperisprimarilyontheappliedfuzzycontroltheorycontrollevelinthereservoirsystem,firstintroducedindetailthefuzzycontroltheoryofknowledge,andThenputforwardtorealizethecontrolofthewaterlevelinthewatertankschemeusingfuzzytheory,finallysimulationdesignofmathematicalmodeloffuzzycontrollerwithMATLABbasedonthewatertankwaterlevel.
Firstly,accordingtothesystemstructureofdoubletank,transferfunctionisobtainedthroughthecalculationofmathematicalmodel.ThenusetheMatlabtoolboxtodesignthefuzzycontroller,includingthefollowingthreesteps:(1)Determinethestructureoffuzzycontroller;(2)Fuzzyinputandoutput;(3)Designoffuzzyreasoninganddecisionalgorithms.Finally,byusingtheMATLABfuzzylogictoolboxandSIMULINKcombinationfunction,ComparethesimulationresultofconventionalPIDcontrolandfuzzycontrolfordual-tanksystem.
BycontrasttoconventionalPIDcontrolandfuzzycontrolsimulationresults,wecanseethefuzzycontrolovertheconventionalPIDcontrolwithfastresponse,strongadaptability,robustness,andovershootadvantagesofasmallstableforalongtime,showingtheexpectedgoodsteadyperformance.

KeyWords：Levelcontrol;Fuzzycontroller;Fuzzyrules;FIS
目录
TOC\o"1-3"\h\zHYPERLINK\l"_Toc21838"摘要PAGEREF_Toc21838I
HYPERLINK\l"_Toc10279"Abstract	PAGEREF_Toc10279II
HYPERLINK\l"_Toc5454"第一章绪论PAGEREF_Toc54541
HYPERLINK\l"_Toc11062"1.1模糊控制水箱水位系统概述	PAGEREF_Toc110621
HYPERLINK\l"_Toc26133"1.2模糊控制理论简介	PAGEREF_Toc261331
HYPERLINK\l"_Toc16802"1.2.1模糊控制理论的产生、发展及现状	PAGEREF_Toc168021
HYPERLINK\l"_Toc17584"1.2.2模糊控制理论运用于水箱水位系统控制的意义	PAGEREF_Toc175842
HYPERLINK\l"_Toc3030