基于PLC的模糊PID溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究【文獻(xiàn)綜述】

《基于PLC的模糊PID溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究【文獻(xiàn)綜述】》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述電氣工程與自動(dòng)化基于PLC的模糊PID溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究1、串級(jí)控制系統(tǒng)的組成溫度串級(jí)控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)具有2個(gè)調(diào)節(jié)器和2個(gè)閉合回路和兩個(gè)執(zhí)行對(duì)象，2個(gè)調(diào)節(jié)器分別設(shè)置在主、副回路中，設(shè)在主回路的調(diào)節(jié)器稱主調(diào)節(jié)器，設(shè)在副回路的調(diào)節(jié)器稱為副調(diào)節(jié)器。兩個(gè)調(diào)節(jié)器串聯(lián)連接，主調(diào)節(jié)器的輸出作為副回路的給定量，主、副調(diào)節(jié)器的輸出分別去控制二個(gè)執(zhí)行元件。主對(duì)象的輸出為系統(tǒng)的被控制量鍋爐夾套溫度，副對(duì)象的輸出是一個(gè)輔助控制變量。2、串級(jí)系統(tǒng)的抗干擾能力串級(jí)系統(tǒng)由于增加了副回路，對(duì)于進(jìn)入副環(huán)內(nèi)的干擾具有很強(qiáng)的抑制作用，因此作用于副環(huán)的干擾對(duì)主變量的影響就比較小，系統(tǒng)的

2、主回路是定值控制，而副回環(huán)是一個(gè)隨動(dòng)控制。在設(shè)計(jì)串級(jí)控制系統(tǒng)時(shí)，要求系統(tǒng)副對(duì)象的時(shí)間常數(shù)要遠(yuǎn)小于主對(duì)象。此外，為了指示系統(tǒng)的控制精度，一般主調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)成模糊PID調(diào)節(jié)器，而副調(diào)節(jié)器一般設(shè)計(jì)為PID控制，以提高副回路的快速響應(yīng)。在搭實(shí)驗(yàn)線路時(shí)，要注意到兩個(gè)調(diào)節(jié)器的極性（目的是保證主、副回路都是負(fù)反饋控制）。3、串級(jí)控制系統(tǒng)與單回路的控制系統(tǒng)相比串級(jí)控制系統(tǒng)由于副回路的存在，改善了對(duì)象的特性，使等效副對(duì)象的時(shí)間常數(shù)減小，系統(tǒng)的工作頻率提高，改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，使系統(tǒng)的響應(yīng)加快，控制及時(shí)。同時(shí)，由于串級(jí)系統(tǒng)具有主副兩只控制器的總放大倍數(shù)增大，系統(tǒng)的擾干擾能力的增強(qiáng)。因此，

3、它的控制質(zhì)量要比單回路控制系統(tǒng)高。4、串級(jí)控制系統(tǒng)的運(yùn)行和整定有一步整定法，也有兩步整定法，即先整定副回路，后整定主回路。5、模糊控制具有以下特點(diǎn)：(1)模糊控制是一種基于規(guī)則的控制.它直接采用語(yǔ)言型控制規(guī)則，出發(fā)點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)操作人員的控制經(jīng)驗(yàn)或相關(guān)專家的知識(shí)，在設(shè)計(jì)中不需要建立被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，因而使得控制機(jī)理和策略易于接受與理解，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，便于應(yīng)用；(2)由工業(yè)過(guò)程的定性認(rèn)識(shí)出發(fā)，比較容易建立語(yǔ)言控制規(guī)則，因而模糊控制對(duì)那些數(shù)學(xué)模型難以獲取，動(dòng)態(tài)特性不易掌握或變化非常顯著的對(duì)象非常適用；(3)基于模型的控制算法及系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，由于出發(fā)點(diǎn)和性能指標(biāo)的不同，容易導(dǎo)致

4、較大差異；但一個(gè)系統(tǒng)的語(yǔ)言控制規(guī)則卻具有相對(duì)的獨(dú)立性，利用這些控制規(guī)律間的模糊連接，容易找到折中的選擇，使控制效果優(yōu)于常規(guī)控制器；(4)模糊控制算法是基于啟發(fā)性的知識(shí)及語(yǔ)言決策規(guī)則設(shè)計(jì)的，這有利于模擬人工控制的過(guò)程和方法，增強(qiáng)控制系統(tǒng)的適應(yīng)能力，使之具有一定的智能水平；(5)模糊控制系統(tǒng)的魯棒性強(qiáng)，干擾和參數(shù)變化對(duì)控制效果的影響被大大減弱，尤其適合于非線性，時(shí)變及純滯后系統(tǒng)的控制。除此，模糊控制還有比較突出的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，模糊控制在許多應(yīng)用中可以有效且便捷地實(shí)現(xiàn)人的控制策略和經(jīng)驗(yàn)；第二，模糊控制可以不需被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型即可實(shí)現(xiàn)較好的控制，這是因?yàn)楸豢貙?duì)象的動(dòng)態(tài)特性

5、已隱含在模糊控制器輸入，輸出模糊集及模糊規(guī)則中。模糊控制也有缺陷，主要表現(xiàn)在：1)精度不太高；2)自適應(yīng)能力有限；3)易產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。6、模糊PID控制器，模糊PID控制器的研究是將模糊技術(shù)與常規(guī)的PID控制算法相結(jié)合的一種控制方法，得到了許多學(xué)者的關(guān)注.模糊PID控制器是一種雙?？刂菩问?這種改進(jìn)的控制方法的出發(fā)點(diǎn)主要是消除模糊控制的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，利用PID控制器提高控制精度，消除誤差，增加穩(wěn)態(tài)控制性能。從PID控制角度出發(fā)，提出FI—PI，F(xiàn)I—PD，F(xiàn)I—PID三種形式的模糊控制器，并能運(yùn)用各種方式得出模糊控制器中量化因子，比例因子同PID控制器的因子KP，KI

6、，KD之間的關(guān)系式.對(duì)基于簡(jiǎn)單線性規(guī)則TS模型的模糊控制器進(jìn)行了分析，指出這類模糊控制器是一種非線性增益PID控制器.有人試圖利用GA算法，通過(guò)性能指標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)，決定模糊控制器的Ke，Kec，Ku等參數(shù)。7、　PID參數(shù)模糊自整定算法的實(shí)現(xiàn)，自適應(yīng)模糊PID控制器以誤差E和誤差變化率EE作為輸入，可以滿足不同時(shí)刻的E和EE對(duì)PID參數(shù)自整定的要求。利用模糊規(guī)則在線對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行修改，便構(gòu)成了自適應(yīng)模糊PID控制器。PID參數(shù)模糊自整定是找出PID三個(gè)參數(shù)Kp、Ki、Kd與E和EE之間的模糊關(guān)系，Kp、Ki、Kd三個(gè)參數(shù)的模糊規(guī)則控制表建立好后，可根據(jù)各模糊子集的隸屬

7、度，各模糊子集的隸屬度賦值表和各參數(shù)模糊控制模型，在運(yùn)行中通過(guò)不斷檢測(cè)E和EE，根據(jù)模糊控制原理來(lái)對(duì)3個(gè)參數(shù)進(jìn)行在線修改，以滿足不同E和EE時(shí)對(duì)控制參數(shù)的不同要求，而使被控對(duì)象有良好的動(dòng)、靜態(tài)性能。令y(k)表示離散化的當(dāng)前溫度的實(shí)際值，R(k)表示離散化的當(dāng)前設(shè)定值，E(k)表示離散化的當(dāng)前采樣時(shí)刻的誤差值，EE(k)表示離散化誤差變化率，E(k-1)、E(k-2)分別表示前一個(gè)和前兩個(gè)采樣時(shí)刻的誤差值，U(k)為Fuzzy一PID控制器的輸出量，則有：E(k)=R(k)-Y(K)，EE(K)=E(k)-E(k-1)；EE(k-1)=E(k-1)-