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模糊控制理论在时滞系统中的应用

作者：陈克明 Publish: 2006-6-28 Hits:-

【中文题名】

模糊控制理论在时滞系统中的应用

【英文题名】

Application of the Fuzzy Control Theory in the Time-delay System

【学科专业】

控制理论与控制工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2006-6-28

【中关键词】

时滞系统,模糊PID控制,烘胎房,仿真,,

【英关键词】

time-delay system,fuzzy logic PID control,the storeroom for the tyre mold,simulation,

【分类导航】

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【论文摘要】

时滞系统是一种在工业生产中广泛存在的系统,因而时滞系统的控制也是控制理论应用的一个重要领域。由于时滞对控制量输出的纯延迟作用,使得控制系统在超调量、静差及稳定性等控制性能方面显著地变坏。控制专家们对其进行了多年的研究,但至今尚未得出能在实际应用中对时滞系统进行有效控制的方法,因而它被公认为是一种较难控制的对象。模糊控制作为智能控制中一种重要而有效的方法,以模糊集合理论为基础,直接从专家的控制经验中总结得出有效的控制规则,特别是对于参数波动和负载干扰的影响,模糊控制具有较强的鲁棒性,从而为时滞系统控制方法的研究开辟了新的途径。时滞系统的控制是控制理论应用的一个重要领域,为了提高常规时滞控制系统的鲁棒性,本文将模糊控制引入到时滞系统的控制中。论文首先分析了滞后环节对系统性能的影响,通过对比分析几种常规时滞控制方法,解析说明了常规控制方法鲁棒性较差。烘胎房温湿度控制系统是一个复杂系统,难以建立系统的数学模型,采常规控制方法难以获得满意的控制效果。本文中以烘胎房温度、湿度控制系统为研究对象,进行试验仿真,试验仿真结果证实了模糊控制PID控制器的控制效果优于常规PID控制器,模糊PID控制器...

【论文题纲】

第1章绪论	9-15
1.1 模糊控制理论概述	9-10
1.2 时滞的相关定义及研究意义	10-12
1.2.1 时滞的相关定义	10-11
1.2.2 时滞的研究意义	11-12
1.3 国内外对时滞控制系统的研究现状	12-13
1.4 选题背景	13-14
1.5 本课题研究目的	14-15
第2章烘胎房温度湿度模糊控制系统总体设计	15-19
2.1 系统背景概述	15-17
2.1.1 轮胎生产工艺简介	15-17
2.1.2 烘胎房温度控制系统简介	17
2.2 系统建模	17-18
2.3 烘胎房温度湿度控制系统的总体设计方案	18-19
第3章系统硬件设计	19-29
3.1 控制系统硬件结构设计方案	19-21
3.1.1 系统硬件总体结构	19-20
3.1.2 微处理芯片80C196KC简介	20-21
3.2 模糊控制器NLX230芯片简介	21-22
3.3 温度湿度测量及信号调理电路	22-23
3.3.1 温度传感器	22
3.3.2 湿度传感器	22-23
3.3.3 滤波电路	23
3.4 转换电路	23-25
3.4.1 A/D转换器的主要技术指标	23-24
3.4.2 A/D转换电路设计	24
3.4.3 D/A转换电路设计	24-25
3.5 外部存储器扩展电路	25
3.6 键盘与显示接口电路	25-26
3.7 Watchdog电路	26-27
3.8 通信电路	27
3.9 抗干扰措施	27-29
第4章系统软件设计	29-53
4.1 系统程序结构设计	29-32
4.1.1 两种不同的程序结构	29-30
4.1.2 软件设计思路	30-31
4.1.3 软件设计的可靠性问题	31
4.1.4 软件设计的实时性问题	31-32
4.2 烘胎房温度湿度控制系统软件实现方案	32-41
4.2.1 中断子程序	33
4.2.2 监控子程序	33-34
4.2.3 数据处理子程序	34-35
4.2.4 数据滤波子程序	35-36
4.2.5 A/D转换子程序	36-37
4.2.6 LED显示子程序	37-38
4.2.7 数据校验	38
4.2.8 串口通讯软件设计	38-39
4.2.9 通讯协议	39-40
4.2.10 串口通讯中断子程序	40-41
4.3 模糊控制系统软件设计总体方案	41-42
4.3.1 模糊控制软件开发工具介绍	41-42
4.3.2 NLX230开发系统ADS230	42
4.4 烘胎房温度、湿度控制系统模糊控制器的设计	42-53
4.4.1 模糊量定义	42-45
4.4.2 模糊控制规则的确定	45-46
4.4.3 模糊控制与PID控制的结合	46-47
4.4.4 模糊PID控制器的基本形式	47-48
4.4.5 模糊PID控制器的设计	48-53
第5章系统仿真	53-64
5.1 利用Matlab建立模糊控制器	53-57
5.1.1 Matlab简介	53
5.1.2 使用Matlab图形界面工具建立模糊控制器	53-57
5.2 模糊PID控制与常规PID控制方式的对比研究	57-58
5.3 模糊PID控制与常规PID控制的鲁棒性探讨	58-59
5.4 仿真试验	59-64
5.4.1 模糊控制系统仿真结构图	59
5.4.2 关于时滞环节对控制系统的影响的试验仿真与结论	59-64
第6章总结与展望	64-66
6.1 全文总结	64
6.2 存在的问题与展望	64-66
参考文献	66-68
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文	68-69
致谢	69

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.387712



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