图 3-5 模糊控制器结构图 11

图 3-6 高斯分布 12

图 3-7 三角分布 12

图 3-8 梯形分布 13

图 3-9 等分三角形隶属度函数 14

图 4-1 系统的一般响应曲线 19

图 4-2 自适应模糊控制器结构 22

图 4-3 数字 PID 控制曲线与模糊 PID 控制曲线 25

表清单

表序号 表名称 页码

表 3-1 模糊控制规则表 15

表 4-1 E、EC 的隶属度函数 19

表 4-2 Kp 的模糊规则表 20

表 4-3 Ki 的模糊规则表 20

表 4-4 Kd 的模糊规则表 21

变量注释表

Q1 水箱 1 到水箱 2 的流量

Q2 水箱 1 的水箱 1 的进水量

Q20 水箱 2 的出水流量

X1 阀 1 的开度

12 水箱 1、2 之间管道的流量系数

20 水箱 2 出水管道的流量系数

Sn 连接水管的截面积

g 重力加速度

K p 比例系数

Ti 积分时间常数

Td 微分时间常数

1 绪 论

1。1 选题背景及意义

液位控制是实际生产过程中很重要的被控对象，在工业生产中的很多场合都 需要对液位进行精准的控制，不能出现偏差，否则整个控制系统将不能正常运行。 实际生产过程中，液位控制系统具有明显的滞后性，使用常规得控制手段不能对 系统达到良好的控制效果，所以使用新方法来实现复杂控制具有很高的现实意义

[1]。

近年来，液位控制系统被广泛的使用。在轻工行业中，液位控制的应用十分 普遍，操作人员可以更轻易地对系统进行操作，降低了工作中的危险性，也提升 了工作效率。

本次课题的液位控制系统，采用 PID 控制器进行设计与调试，对多种对象 特性进行模拟，进行智能控制实验与研究。

1。2 概述

本文设计的液位控制实验装置是对工业现场的非线性控制系统进行模拟，根 据液位的变化来进行试验，从而本文中会将液位参数的控制作为研究的重点[3]。 本文将模糊 PID 控制方法与简单 PID 控制进行了仿真，并对仿真结果进行 了比较。为了解决实际生产过程中遇到的问题，我们将传统的 PID 控制与模糊 控制相结合，根据各自的特点与长处，对液位控制系统的特点及其控制要求进行 分析，用模糊控制的方法来调整 PID 控制器的比例、微分、积分系数，规定参 数的模糊规则表，通过必要的算法得出模糊控制决策表，提高水箱液位的控制精