| 【中文题名】 | 基于模糊PID的三容水箱液位控制 |
| 【英文题名】 | Three-Tank Water Level Control System Based on Fuzzy-Pid |
| 【学科专业】 | 模式识别与智能系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-31 |
| 【中关键词】 | 三容水箱,模糊PID,Simulink仿真,OPC,, |
| 【英关键词】 | three-tank water level control system,Fuzzy-PID,Simulink,OPC, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统>模糊控制、模糊控制系统 |
| 【论文摘要】 |
三容水箱液位控制系统实验装置是模拟工业生产过程中对液位、流量参数进行测量、控制、观察其变化特性，研究过程控制规律的科研产品。它具有过程控制中动态过程的一般特点：大惯性、大时延、非线性，难以对其进行精确控制，从而使其成为过程控制教学、试验和研究的理想实验平台。因此，三容水箱液位控制系统在耦合非线性系统的监控和故障诊断算法的研究中得到了广泛的关注。本文以三容水箱液位控制系统为对象，运用模糊PID算法，并基于OPC技术实现了多变量过程的在线监控。
本课题首先深入分析了三容水箱液位控制系统工艺流程及其运行过程的静、动态特性。在实验的基础上推导三容水箱的数学模型并在Simulink上进行仿真。由于三容水箱是一个典型的非线性时变多变量耦合系统，用常规的控制手段很难实现理想的控制效果。因此，引入模糊控制技术，将模糊控制与传统的PID控制结合，设计出模糊PID控制器，并进行Simulink仿真。然后，在研究OPC服务器与客户机通信机制的基础上，实现HollySys公司的组态软件Facview和北京亚控公司的组态王6.5的通信。最后，通过OPC的配置用组态王实现远程对三容水箱液位的监控。 |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-9 |
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第一章 引言 |
9-13 |
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1.1 课题研究的背景和意义 |
9 |
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1.2 控制算法研究的意义和现状 |
9-11 |
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1.3 OPC技术产生的背景和国内外应用现状 |
11-12 |
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1.4 本文的主要工作 |
12-13 |
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第二章 三容水箱实验系统 |
13-24 |
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2.1 三容水箱实验系统的简介 |
13-15 |
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2.1.1 对象系统的组成 |
13-14 |
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2.1.2 控制系统 |
14-15 |
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2.2 三容水箱数学模型的建立 |
15-21 |
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2.2.1 实验原理 |
15-16 |
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2.2.2 实验步骤 |
16 |
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2.2.3 数学模型的推导 |
16-21 |
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2.3 模型仿真 |
21-24 |
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2.3.1 MATLAB/Simulink的介绍 |
21-22 |
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2.3.2 在 Simulink中的仿真 |
22-24 |
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第三章 模糊控制器的设计与仿真 |
24-36 |
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3.1 模糊 PID控制器的结构设计 |
24-25 |
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3.2 精确量的模糊化 |
25-26 |
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3.3 模糊控制器的控制规则 |
26-31 |
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3.4 模糊推理和解模糊设计 |
31-34 |
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3.5 模糊控制算法采样时间的选取 |
34 |
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3.6 模糊控制器的Simulink仿真 |
34-36 |
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第四章 OPC技术与组态软件 |
36-44 |
|
4.1 OPC技术简介 |
36-38 |
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4.1.1 OPC代体系结构 |
36 |
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4.1.2 OPC代结构模式 |
36-38 |
|
4.2 上位机组态软件 |
38-39 |
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4.2.1 组态软件产生的背景及国内外现状 |
38 |
|
4.2.2 组态王6.5的结构和通讯机制 |
38-39 |
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4.3 组态软件中OPC的应用 |
39-44 |
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4.3.1 设置 FacView作OPC服务器 |
39-41 |
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4.3.2 设置组态王作 OPC客户端 |
41-44 |
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第五章 监控系统设计与实验 |
44-49 |
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5.1 上位机监控系统的设计 |
44-46 |
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5.1.1 三容水箱监控主画面 |
44-45 |
|
5.1.2 监控操作画面 |
45 |
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5.1.3 报表画面 |
45-46 |
|
5.1.4 趋势曲线画面 |
46 |
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5.2 三容水箱液位控制实验 |
46-49 |
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第六章 结论 |
49-51 |
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6.1 研究工作总结 |
49 |
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6.2 展望 |
49-51 |
|
参考文献 |
51-53 |
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附录 |
53-56 |
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附录1 △Kp的模糊调整控制表 |
53-54 |
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附录2 △Ki的模糊调整控制表 |
54-55 |
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附录3 △Kd的模糊调整控制表 |
55-56 |
|
致谢 |
56 |
|
攻读学位期间发表的学术论文 |
56 |
|
攻读学位期间参与的科研项目 |
56 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.386295 |
