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《基于plc的模糊控制設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、中北大學(xué)2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書基于PLC的模糊控制設(shè)計(jì)摘要本篇文章介紹了一種基于PLC的模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，并且通過(guò)以水箱液位控制方式為研究對(duì)象詳細(xì)敘述了PLC的基本原理及PLC的工程設(shè)計(jì)的相關(guān)步驟。本文首先通過(guò)機(jī)理法建立液位控制系統(tǒng)水箱的數(shù)學(xué)模型，為了改善調(diào)節(jié)過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性，采用串級(jí)控制，主調(diào)節(jié)器用模糊控制，副調(diào)節(jié)器采用PID控制。根據(jù)液位系統(tǒng)的特征，選取合適的模糊控制規(guī)則和隸屬度函數(shù)，建立模糊控制規(guī)則查詢表，設(shè)計(jì)PID控制器和模糊控制器，將設(shè)計(jì)好的串級(jí)系統(tǒng)在Simulink軟件上進(jìn)行仿真，比較常規(guī)PID
2、控制器和模糊PID控制器的控制性能。關(guān)鍵詞：模糊控制、SIMATICS7-300PLC、PID.第54頁(yè)共54頁(yè)中北大學(xué)2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書DesignOfPLCBasedonFuzzyControlAbstractThispaperfirstthroughtheestablishmentofmathematicalmodelofwatertankofliquidlevelcontrolsystemmechanismmethod,thedynamiccharacteristicsinordertoimprov
3、etheadjustmentprocess,thecascadecontrol,themasterregulatoroffuzzycontrol,thesecondaryregulatoradoptsPIDcontrol.Accordingtothecharacteristicsofliquidlevelsystem,selecttheappropriatefuzzycontrolrulesandmembershipfunctions,fuzzycontrolruletable,thedesignofPIDcon
4、trollerandfuzzycontroller,cascadesystemwillbedesignedthesoftwaresimulationinSimulink,comparedwiththeconventionalPIDcontrollerandfuzzyPIDcontrollerperformance.Keywords:fuzzycontrol,SIMATICS7-300PLC,PID.第54頁(yè)共54頁(yè)中北大學(xué)2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書目錄1概述11.1研究背景及意義11.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展與現(xiàn)狀21.2.1
5、PLC的發(fā)展與現(xiàn)狀21.2.2PLC的特點(diǎn)31.2.3PLC技術(shù)發(fā)展動(dòng)向51.2.4可編程控制器的硬件組成51.2.5模糊控制系統(tǒng)61.2.6課題研究的主要內(nèi)容72水箱液位控制模型分析82.1水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)82.2水箱液位控制系統(tǒng)組成及工作原理82.3水箱數(shù)學(xué)模型建立與分析103.PID控制和模糊控制133.1PID控制133.1.1PID簡(jiǎn)述133.1.2PID控制算法143.2模糊控制153.2.1模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)163.2.2模糊集合193.2.3隸屬度函數(shù)及其確定223.2.4模糊推理243
6、.2.5液位模糊控制器的設(shè)計(jì)244模糊PID的MATLAB仿真304.1用MATLAB模糊邏輯工具箱設(shè)計(jì)模糊控制器304.2SIMULINK仿真315系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)33第54頁(yè)共54頁(yè)中北大學(xué)2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書5.1西門子S7-300PLC335.2液位控制系統(tǒng)組成346PLC編程實(shí)現(xiàn)366.1西門子S7-300編程基礎(chǔ)366.2STEP7編程376.3控制算法的實(shí)現(xiàn)406.3.1程序流程圖406.3.2梯形圖程序427結(jié)束語(yǔ)458致謝46參考文獻(xiàn)47第54頁(yè)共54頁(yè)中北大學(xué)2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書1概述1.
7、1研究背景及意義隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，PLC在現(xiàn)代工業(yè)的地位上越來(lái)越重要。在工業(yè)應(yīng)用中其具備許多優(yōu)點(diǎn)，如：編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；可靠性高于繼電器控制裝置；體積小于繼電器控制裝置；數(shù)據(jù)可直接送入計(jì)算機(jī);成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；可直接用115V交流輸入；輸出為115v，2A以上，能直接驅(qū)動(dòng);電磁閥、接觸器等；通用性強(qiáng)，要能擴(kuò)展；用戶程序存儲(chǔ)器容量可擴(kuò)展到4KB[1]。PLC，即可編程序控制器，可編程邏輯控制器實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，可編程邏輯控制器其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)
8、相同。其結(jié)構(gòu)包括：電源,中央處理單元(CPU),存儲(chǔ)器,輸入輸出接口電路,功能模塊,通信模塊。最早出現(xiàn)于上世紀(jì)60年代，是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)作的電子裝置[2]。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯、順序運(yùn)算，計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。具備著這些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，PLC在工業(yè)中
