文档介绍：控制系统
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基于模糊!"# 原理的液位控制器的设计
朱鹰屏!,王耀南!"黄芷定#
(!"湖南大学,湖南长沙#!$$%&’&"湖南汉寿电力局(湖南汉寿#!)*$$)
摘要:分析了液位水平系统具有非线性、上升时间长、滞后现象的特点,讨论了常规,-. 控
制器在控制中的局限性。在常规,-. 控制器的基础上,引入了模糊逻辑,设计出了一种模糊
,-. 控制器,对,-. 三个参数进行了在线整定。实验结果表明这种模糊,-. 控制器具有比
常规,-. 控制器更优良的特性。
关键词:+,- 控制;液位系统;模糊+,- 控制;模糊规则
中图分类号:$%#&’文献标志码:(
引言
$ 其中% , %8 , 为采样值。
#7 2#3 #8 2#3 %
液位控制是工业控制中经常遇到的控制对象, %7 %
在控制系统中, 控制器的参数, , 或
液位控制的执行机构是电机式通过调节比例阀来,-. #3 #7 #8 9
, , 的不同,给定对象的响应曲线也不同。
控制液位。由于液体本身的属性及控制机构的摩#3 %7 %8
擦、噪声等的影响,控制对象具有一定纯滞后和容
量滞后的特点,液位上升的过程缓慢,呈现非线性。& 控制对象分析
因此液位控制装置的可靠性与控制方案的准确性由控制原理可知,控制器和被控对象共同构成
系统传函,通过负反馈,使系统趋于稳定。由于
是影响整个系统性能的关键。用常规的,-. 控制器,-.
来控制对象,超调及震荡都比较强,带来较长的稳控制器具备系统传函的基本因子,形式简单明了,
因而成为控制器中最受欢迎的控制器,在很多情况
定时间。采用模糊,-. 控制器对,-. 的三个参数进
行在线整定,控制效果得到了很大的改善。下可取得较好的控制效果。但被控对象的特征时刻
在变化,,-. 控制的效果有时并不是很理想,甚至对
复杂的对象是不可控的。原因是控制器各参数
% !"# 控制器,-.
对系统的影响既相互协同,又相互矛盾,而且在整
,-. 控制器是一种线性控制器,将偏差的比例、
个响应的不同阶段,各参数的地位也是不一样的,
积分、微分通过线性组合构成控制量,对被控对象
所以整定,-. 三个参数并不容易。有名的:7;<=;>#
进行控制。增量式,-. 控制算法为
?******@AB=C 整定方法是针对被控对象,通过阶跃响应曲
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3 7 8 线,人工测出被控对象模拟参数,再通过整定公式
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求出# ,# ,# 。这其实是一种折中方法,即权衡三
!&"(2!&"/!(6!!&"( 3 7 8
个参数对系统的正负两方面影响而得出的折中方
式中:# ,# ,# 分别为比例、积分、微分系数;$&"(,$
3 7 8 法。一旦系统复杂,这种整定就难以奏效。
&"/!(,$&"/’(分别为第"9 "/!9 "/’次采样时的偏差
在液位控制中一般存在着以下的问题:水泵抽
值;!&"(,!&"/!(分别为第"9 "/! 次采样时的输出值。
收稿日期:’""+/!’/"%;修订日期