本文關鍵詞：模糊PID溫度控制方案的仿真優(yōu)選及其實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 課題的任務是研究一種控制算法，并在TMS320F240的硬件平臺上編程實現(xiàn)。該算法用于對注塑機料桶加熱器進行控制，要達到的技術要求是快速升溫、超調小和穩(wěn)定保溫。 本論文把任務分解為兩個問題進行研究： 首先是選擇一種合適的控制算法，其次是將所選擇的控制算法實現(xiàn)。 對料桶加熱器這樣一個控制對象，可選的方案是很多的。 第一個可以考慮的方案是PID控制，因為它簡單，容易實現(xiàn)，在大多數(shù)情況下可以滿足性能要求，在現(xiàn)有的控制方案中，它仍占了80％以上。它的性能取決于參數(shù)的整定情況。而且它還有可消除穩(wěn)態(tài)誤差的優(yōu)點。但它的快速性和超調量之間的矛盾關系，，使它不一定能滿足快速升溫、超調小的技術要求。 第二個值得嘗試的方案就是模糊控制，因為它在快速性方面有著自己的優(yōu)勢。而且據(jù)文獻介紹，在快速的同時，可以保持較小的超調量。但由于它的理論并不完善，對它可能獲得的控制性能無法把握。而且由于它是一個基于隸屬函數(shù)圖形的推理過程，算法復雜，它的程序實現(xiàn)是一個問題。另外，它的控制過程會存在穩(wěn)態(tài)誤差。 本論文分析了以上兩種控制策略的不同優(yōu)缺點，考慮可以把它們相互結合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。也就是升溫用模糊控制，實現(xiàn)快速升溫，保溫時用PID控制，消除穩(wěn)態(tài)誤差。 本論文用MATLAB對上述可能的三種方案進行了仿真。最后確定出模糊PID的控制方案。 對算法的編程實現(xiàn)問題，也就是模糊控制策略在TMS320F240上的實現(xiàn)，本論文作者使用一個可把所設計的模糊控制器自動轉化成優(yōu)化的TMS320F240代碼的軟件fuzzyTECH，解決了模糊控制策略的復雜的編程問題，既保證了質量，又提高了開發(fā)速度。特別對于模糊控制這種數(shù)學結構不明確，可調參數(shù)很多，參數(shù)的改變對程序的改動大，可得到的控制器的性能主要處決于對控制器的多次調試的情況，這個軟件的優(yōu)勢就更加突出了。因此除仿真之外，本文作者的另一個主要工作就是用這個軟件把優(yōu)選出來的模糊控制策略轉化成TMS320F240的控制代碼，并把這些代碼與整個控制系統(tǒng)的代碼融合起來。 在這之后進行了實驗驗證。 最后得出的結論是：模糊PID的方案是可行的。這也說明，用MATLAB仿真，用fuzzyTECH產生模糊控制代碼這樣一種開發(fā)模糊控制的方案也是可行的。
【關鍵詞】：模糊控制 PID控制 模糊PID控制
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（電工研究所）
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2002
【分類號】：TM571.61
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-5
• 目錄5-7
• 第一章 緒論7-11
• §1．1 課題的提出和意義7
• §1．2 文獻綜述7-10
• §1．2．1 工業(yè)溫度控制發(fā)展簡介7-8
• §1．2．2 微機控制系統(tǒng)控制方案8-10
• §1．3 本文所做的工作10-11
• 第二章 被控對象及控制策略11-22
• §2．1 被控對象及原有控制方案11-13
• §2．1．1 被控對象11
• §2．1．2 被控對象的特性11-12
• §2．1．3 原有方案的特點12-13
• §2．2 PID控制理論13-18
• §2．2．1 PID控制的基本概念13-16
• §2．2．2 PID的發(fā)展16-17
• §2．2．3 設計PID控制器時要注意的問題17-18
• §2．3 模糊控制理論18-22
• §2．3．1 模糊控制的起源18-19
• §2．3．2 模糊控制器的一般結構19-20
• §2．3．3 模糊控制的主要優(yōu)點20-21
• §2．3．4 模糊控制的現(xiàn)狀和發(fā)展方向21-22
• 第三章 仿真和分析22-51
• §3．1 仿真工具22-24
• §3．2 MATLAB及其模糊邏輯工具箱和仿真環(huán)境Simulink。24-29
• §3．2．1 MATLAB概況24-25
• §3．2．2 模糊邏輯工具箱（Fuzzy Logic Toolbox）25-28
• §3．2．3 仿真環(huán)境Simulink28-29
• §3．3 仿真和優(yōu)選29-51
• §3．3．1 系統(tǒng)特性29-30
• §3．3．2 仿真30-50
• §3．3．2．1 PID控制30-36
• §3．3．2．1．1 建模30-32
• §3．3．2．1．2 仿真32-36
• §3．3．2．1．2．1 Ziegler-Nichols整定公式32-34
• §3．3．2．1．2．2 CHR（Chien-Hrones-Reswick）整定公式34-35
• §3．3．2．1．2．3 人工整定35-36
• §3．3．2．2 模糊控制36-42
• §3．3．2．2．1 Mamdani型模糊控制器36-39
• §3．3．2．2．2 Sugeno型模糊控制器39-42
• §3．3．2．3 模糊PID復合控制器的設計42-44
• §3．3．2．3．1 Mamdani+PID42-43
• §3．3．2．3．2 Sugeno+PID43-44
• §3．3．2．4 以上三種方案抗干擾能力的比較44-50
• §3．3．2．4．1 干擾1及其仿真。45-47
• §3．3．2．4．2 干擾2及其仿真47-50
• §3．3．3 方案選擇50-51
• 第四章 實驗51-57
• §4．1 硬件51
• §4．2 軟件51-56
• §4．2．1 算法的主要內容51
• §4．2．2 fuzzyTECH概況51-53
• §4．2．3 用fuzzyTECH創(chuàng)建控制系統(tǒng)并產生應用代碼53-56
• §4．3 實驗結果56-57
• 結論57-58
• 參考文獻58-61
• 致謝61

【引證文獻】

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2 王s

本文編號：280967