摘要
串级控制在工业生产中有着广泛的应用，串级控制系统对改善控制品质有独到之处，是改善控制质量的有效方法之一。为了使学生更好的学习过程控制课和模糊控制理论，将模糊控制引入到串级控制中，对基于过程实验装置的模糊串级控制系统进行了研究，应用组态软件完成了系统的开发。系统采用计算机控制和手动控制两种方法相结合，整个过程控制系统实验可以由浅入深循序渐进，可以查看历史数据、历史曲线、实时曲线、修改模糊查询表、存储运行数据的功能。作为实验系统可以满足学生通过实验学习模糊控制理论、模糊建模和串级控制的相关知识，可以输入自己制作的查询表，记录运行数据，历史曲线等。同时可以作为一个平台，进一步进行开发，建立不同种类控制器之间的串级控制系统。
关键词 串级控制 模糊控制 模糊串级 实验系统
目 录
1 引言………………………………………………………………………………………………… 1
1.1 研究课题的背景……………………………………………………………………………… 1
1.2 研究课题的意义……………………………………………………………………………… 2
2 模糊控制的发展及现状……………………………………………………………………… 3
2.1 模糊控制理论的发展前景……………………………………………………………………3
2.2 模糊控制原理及系统组成……………………………………………………………………5
3 过程控制综合实验系统……………………………………………………………… 6
3.1 PCS-2000B过程控制综合实验系统简介…………………………………………………6
3.2 系统配置…………………………………………………………………………………………6
3.3 实验内容…………………………………………………………………………… 7
3.4 MCGS组态软件简介………………………………………………………………… 8
4 实验系统设计…………………………………………………………………………9
4.1 实验系统硬件组成…………………………………………………………………9
4.2 串级控制系统的对象组成及系统框图……………………………………………9
4.3 双容特性测试实验……………………………………………………………… 10
4.4 PID串级控制实验…………………………………………………………………12
4.5 模糊串级控制实验……………………………………………………………… 12
4.6 模糊控制器设计……………………………………………………………………12
5 系统软件设计……………………………………………………………………… 17
5.1 系统分析………………………………………………………………………… 17
5.2 系统模块结构图……………………………………………………………………17
5.3 系统启动窗口画面……………………………………………………………… 20
5.4 PID-PID串级控制实验……………………………………………………………21
5.5 FC-FC串级控制系统………………………………………………………………25
5.6 系统运行及分析………………………………………………………………31
结论 ………………………………………………………………………………………35
致谢 ………………………………………………………………………………………36
参考文献 …………………………………………………………………………………37
附录A 原始数据 ………………………………………………………………………39
附录B 双容特性测试实验………………………………………………………………41
附录C 上下水箱模糊串级实验…………………………………………………………44
附录D PID串级控制实验程序…………………………………………………………47
附录E 模糊串级控制实验程序…………………………………………………………49
