本文關(guān)鍵詞：基于模糊PID控制的參數(shù)自適應(yīng)恒壓供水系統(tǒng)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)及城市規(guī)模的日益擴(kuò)大,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活用水量越來越大,供水系統(tǒng)面臨著嚴(yán)峻的壓力。尤其是用水高峰期,因水廠及管網(wǎng)能力有限,管網(wǎng)末端水壓偏低,致使偏遠(yuǎn)地區(qū)及高層住宅用戶用水困難。上述問題的有效解決方案是增加變頻恒壓供水系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)二次供水。現(xiàn)有的供水系統(tǒng)主要分為兩大類:一類是水泵工頻運(yùn)行結(jié)合閥門開度調(diào)節(jié)供水,另一類為變頻恒壓供水。工頻泵工頻供水控制方式簡單,但能耗高,性價(jià)比低。研究結(jié)果表明,水泵的軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比,因而采用工頻泵恒速供水將有很大一部分電能消耗在閥門和管阻上,用水和供水之間的平衡是通過改變管阻特性實(shí)現(xiàn)的,而非調(diào)節(jié)水泵的揚(yáng)程特性實(shí)現(xiàn)的,因而在閥門及管阻上的能耗嚴(yán)重,供水效率低,水壓波動大,可靠性低。本文針對供水系統(tǒng)中管網(wǎng)復(fù)雜、控制對象具有大滯后、高階次、參數(shù)時(shí)變和非線性等特點(diǎn),設(shè)計(jì)了智能恒壓變頻器將用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上,可通過實(shí)際用水情況調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力,使供水和用水之間保持平衡,從而提高了供水的質(zhì)量。本文主要工作如下:1.首先對恒壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理、在供水系統(tǒng)上節(jié)能原理進(jìn)行分析論述;指出目前變頻恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀及存在的問題。同時(shí)在此基礎(chǔ)上,提出了自己改進(jìn)的變頻恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。2.較詳細(xì)介紹了傳統(tǒng)PID控制原理在水泵上的應(yīng)用和存在的問題,以及PID的改進(jìn)算法。提出數(shù)學(xué)模型的同時(shí),應(yīng)用模糊理論結(jié)合PID控制算法,在運(yùn)行中讓3個(gè)參數(shù)自動進(jìn)行在線調(diào)整,從而對PID控制系統(tǒng)的優(yōu)化,以適應(yīng)復(fù)雜的供水系統(tǒng)。3.介紹基于單片機(jī)STM32變頻恒壓控制系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu)框圖,對壓力檢測電路、信號輸入電路、單片機(jī)與變頻器的接口電路、工頻電網(wǎng)電壓檢測電路、工頻方波轉(zhuǎn)化電路、A/D轉(zhuǎn)換電路等進(jìn)行了設(shè)計(jì),并在硬件中提出了抗干擾設(shè)計(jì)。4.設(shè)計(jì)了系統(tǒng)主程序流程圖、按鍵操作模塊、LCD液晶顯示模塊、基于模糊理論參數(shù)自適應(yīng)PID控制算法的軟件設(shè)計(jì)。5.設(shè)計(jì)了系統(tǒng)主程序流程圖、按鍵操作模塊、LCD液晶顯示模塊、基于模糊理論參數(shù)自適應(yīng)PID控制算法的軟件設(shè)計(jì)。以及選用本項(xiàng)目制作的單片機(jī)恒壓控制系統(tǒng)在檢測臺上進(jìn)行調(diào)試,結(jié)果表明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)置比較合理,能夠?qū)崿F(xiàn)供水系統(tǒng)的恒壓控制。最后給出本系統(tǒng)存在的缺陷及后期需進(jìn)一步研究的方向。
【關(guān)鍵詞】：變頻恒壓 參數(shù)自適應(yīng) 模糊 控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：溫州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU991;TP273.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題背景12-14
• 1.1.1 供水系統(tǒng)的需求12-13
• 1.1.2 變頻恒壓系統(tǒng)在國內(nèi)外研究和發(fā)展趨勢13-14
• 1.2 控制理論在恒壓供水系統(tǒng)中的概述14-17
• 第二章 恒壓供水原理與實(shí)現(xiàn)17-25
• 2.1 供水系統(tǒng)中調(diào)速的工作原理17-18
• 2.2 變頻調(diào)速在供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理18-22
• 2.2.1 供水系統(tǒng)的基本特征18-19
• 2.2.2 水泵變頻調(diào)速的節(jié)能原理19-20
• 2.2.3 水泵變頻調(diào)速節(jié)能具體分析20-22
• 2.3 變頻恒壓與常用給水設(shè)備的詳細(xì)參數(shù)比較22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 恒壓變頻調(diào)速系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)25-31
• 3.1 恒壓變頻控制原理25
• 3.2 恒壓供水系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)25-30
• 3.2.1 恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成26-27
• 3.2.2 恒壓變頻調(diào)速供水系統(tǒng)的工作原理27-28
• 3.2.3 恒壓變頻調(diào)速供水系統(tǒng)的控制流程28-30
• 3.3 本章小結(jié)30-31
• 第四章 恒壓系統(tǒng)自適應(yīng)PID控制器設(shè)計(jì)31-51
• 4.1 自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)的組成和基本原理31-33
• 4.1.1 自適應(yīng)系統(tǒng)的分類31-32
• 4.1.2 參數(shù)自適應(yīng)系統(tǒng)基本原理32-33
• 4.2 傳統(tǒng)PID控制調(diào)節(jié)33-34
• 4.3 智能自適應(yīng)PID控制設(shè)計(jì)34-43
• 4.3.1 各變量隸屬度函數(shù)的確定35-36
• 4.3.2 模糊控制器的設(shè)計(jì)如下36-38
• 4.3.3 建立模糊規(guī)則表38-43
• 4.4 控制算法的仿真研究43-49
• 4.4.1 恒壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的近似數(shù)學(xué)模型43-44
• 4.4.2 MATLAB仿真分析44-49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 第五章 供水系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)51-63
• 5.1 單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)52-53
• 5.2 信號輸入電路53-55
• 5.2.1 壓力信號檢測電路54
• 5.2.2 工頻電網(wǎng)信號檢測電路54-55
• 5.3 鍵盤輸入電路55-56
• 5.4 顯示器顯示電路56
• 5.5 信號輸出電路56-59
• 5.5.1 通訊接口電路56-57
• 5.5.2 繼電器輸出電路57-58
• 5.5.3 D/A輸出電路58-59
• 5.6 同步切換電路59-60
• 5.7 系統(tǒng)硬件電路的抗干擾設(shè)計(jì)60-61
• 5.8 本章小結(jié)61-63
• 第六章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試63-73
• 6.1 系統(tǒng)主程序流程圖63-64
• 6.2 系統(tǒng)模塊程序設(shè)計(jì)與調(diào)試64-70
• 6.2.1 鍵盤模塊64-66
• 6.2.2 數(shù)模信號轉(zhuǎn)換程序模塊設(shè)計(jì)66-67
• 6.2.3 LCD液晶模塊程序設(shè)計(jì)67-69
• 6.2.4 串口中斷模塊程序設(shè)計(jì)69-70
• 6.3 系統(tǒng)調(diào)試70-72
• 6.4 本章小結(jié)72-73
• 第七章 總結(jié)與展望73-75
• 7.1 課題總結(jié)73-74
• 7.2 存在的問題及展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81

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