模糊算法优化PI参数的PLC实现及组态设计

模糊算法优化PI参数的PLC实现及组态设计

摘  要

由于常规PID控制器结构简单、鲁棒性强，被广泛应用于过程控制中，但常规PID不能根据现场的情况进行在线自整定，非线性系统的常规PID控制往往不能获得较好的控制效果。基于知识和不依赖于精确数学模型的模糊控制给这个问题的解决带来了新的思路，在很多工业应用中已取得了良好的效果，但模糊控制在进入稳态后存在一定的静差。在本设计中，将模糊控制器和常规PI控制器结合起来，选取合适的隶属度函数和制定出模糊控制规则。同时分析输入变量的量化因子、输出变量的比例因子在模糊控制系统中对系统性能的影响。最后，将常规PI控制、模糊PI控制通过THJ-2 控制实验装置进行实际的液位控制实验，并用MCGS对系统进行监控。实验结果表明，采用模糊PI控制的水箱液位，较常规 PI 控制其响应速度快，且较快地达到稳态，从而改善系统的性能。

关键字：模糊控制；PLC；液位

目  录

摘  要 I

Abstract II

1 绪  论 1

1.1 引言 1

1.2 研究的目的和意义 1

1.3 PID控制发展和前景 2

1.4 设计的主要内容 3

2 基本原理 4

2.1 PID控制的原理 4

2.2模糊控制的基本原理 6

2.3 模糊PI控制的原理 7

3 水箱液位控制系统的PLC设计 9

3.1 实验条件 9

3.1.1 实验设备及控制对象 9

3.1.2 控制方案 9

3.2 地址分配 9

3.3 模糊控制器的PLC程序设计 11

3.4 模糊PI液位控制器的模糊化 12

3.5 模糊PI液位控制器的控制规则的设计 14

3.6 计算模糊控制器关系矩阵 15

3.7 模糊推理及解模糊化 16

4 组态设计及结果分析 17

4.1 软件组态MCGS介绍 17

4.2 软件组态MCGS设计 17

5 实验结果分析 21

5.1 常规PID控制实验 21

5.2 模糊PI控制实验 22

5.3 实验分析 22

结  论 23

致  谢 24

参考文献 25