本文關鍵詞：模糊免疫PID算法研究及其對膨脹機溫度的控制

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【摘要】：近些年來,膨脹機因為其高效、便于掌握、對外界環(huán)境要求低等特性,被越來越廣泛地應用到工業(yè)生產(chǎn)中。油氣初加工系統(tǒng)中,包含著許多設備,膨脹機就是其中比較關鍵的一個。膨脹機是深冷裝置的關鍵制冷設備,其運行狀態(tài)是否良好,與深冷裝置的產(chǎn)量高低與質(zhì)量好壞有著直接的關系。在膨脹機中,氣體進行絕熱膨脹,對外做功而耗損自身的內(nèi)能,膨脹機便是通過這一原理來實現(xiàn)其功能,使氣體的壓力和溫度巨幅下降從而實現(xiàn)制冷與降溫的目的。因此膨脹機的溫度控制至關重要。常規(guī)PID控制器對溫度控制系統(tǒng)的控制效果并不完美,控制過程中可能會遇到許多問題,如超調(diào)大,調(diào)節(jié)時間長,甚至穩(wěn)定性差與時間延遲等。對于這些系統(tǒng),由于其太過復雜,沒有精確的數(shù)學模型,傳統(tǒng)的PID控制器的控制性能較差。參數(shù)的改變或者負載的不確定性,很容易導致傳統(tǒng)PID控制器的控制效果無法滿足高性能的要求。1.針對常規(guī)PID控制、模糊控制以及免疫反饋控制,本文首先對他們目前的發(fā)展和研究情況分別做出闡述,并對他們的優(yōu)勢與不足進行概括分析。2.基于三種控制方式的優(yōu)缺點對模糊免疫PID控制器算法和設計進行詳細研究。模糊免疫PID控制器具有布局簡單、參數(shù)易調(diào)整等特點。針對膨脹機溫度控制系統(tǒng)的特性,分別采用傳統(tǒng)的PID控制算法、模糊PID控制算法、模糊免疫PID控制算法,設計對應的控制器,并進行了詳細的分析。3.以簡化的膨脹機模型為控制對象,運用MATLAB語言,采用模糊免疫PID控制算法對膨脹機溫度控制系統(tǒng)實行仿真分析,并與傳統(tǒng)PID控制算法、模糊PID控制算法的仿真結(jié)果進行對比。對比表明,模糊免疫PID算法具有強魯棒性、強抗干擾性和良好的動、靜態(tài)性能,在實際工業(yè)生產(chǎn)應用中具有一定的參照價值。
【關鍵詞】：膨脹機 PID控制 模糊控制 免疫反饋控制 MATLAB仿真
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP273;TB653
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 創(chuàng)新點摘要7-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 膨脹機溫度控制的目的和意義10
• 1.2 膨脹機溫度控制的研究概況10-12
• 1.2.1 膨脹機工作原理10-11
• 1.2.2 膨脹機控制方案11-12
• 1.3 智能控制技術(shù)的研究與應用12-16
• 1.3.1 PID控制13
• 1.3.2 模糊控制13-14
• 1.3.3 人工免疫系統(tǒng)14-16
• 1.4 MATLAB概述16
• 1.5 本文主要工作16-18
• 第二章 控制算法原理18-29
• 2.1 PID控制算法分析18-21
• 2.1.1 常規(guī)PID控制原理18-20
• 2.1.2 PID控制的特點及改進思路20-21
• 2.2 模糊控制算法分析21-24
• 2.2.1 模糊控制算法的基本原理21-23
• 2.2.2 模糊控制算法的特點23-24
• 2.3 免疫系統(tǒng)分析24-28
• 2.3.1 免疫系統(tǒng)的生物學機理24-25
• 2.3.2 免疫系統(tǒng)的特點25-26
• 2.3.3 基于免疫應答的免疫算法機制26-27
• 2.3.4 免疫反饋控制算法27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 模糊自適應PID控制器的設計29-38
• 3.1 PID控制算法的選擇29-30
• 3.2 模糊控制器設計的基本方法30-33
• 3.2.1 模糊控制器的結(jié)構(gòu)設計30-31
• 3.2.2 模糊控制規(guī)則的設計31-32
• 3.2.3 基于遺傳算法的改進優(yōu)化32-33
• 3.3 模糊自適應PID控制器的設計33-37
• 3.3.1 控制器的結(jié)構(gòu)33-34
• 3.3.2 模糊化34-35
• 3.3.3 模糊控制規(guī)則35-36
• 3.3.4 去模糊化36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 模糊免疫PID控制器的設計38-45
• 4.1 免疫系統(tǒng)的理論38-39
• 4.2 免疫PID控制器的實現(xiàn)39
• 4.3 免疫反饋規(guī)律的模糊自調(diào)整39-42
• 4.4 模糊免疫自適應PID控制器的設計42-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 第五章 控制算法的仿真研究45-53
• 5.1 膨脹機的基礎建模45-46
• 5.2 仿真模型及條件46-48
• 5.2.1 仿真模型46-48
• 5.2.2 仿真條件的選取48
• 5.3 仿真與分析48-51
• 5.4 結(jié)論分析51-53
• 結(jié)論53-54
• 參考文獻54-58
• 發(fā)表文章目錄58-59
• 致謝59-60

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