基于模糊PID控制器的双容液位控制系统研究

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在工业生产过程控制中,液位控制系统是控制系统中非常重要的成员之一,液位控制质量水平也是影响连续过程系统的的重要因素,因此,对液位控制系统的研究是过程控制系统中重要研究内容之一。随着科技日新月异的发展,人们也对工业自动化提出了更高的要求,使得传统的PID控制器有时难以完全满足过程控制的要求,因而也催生了对工业控制理论的发展具有重要的意义的先进的智能控制理论。此外,通过仿真技术来研究和设计各种控制系统也越来越得到人们的重视,从而大大提高了系统的设计速度。本论以双容水槽系统的液位控制问题为研究对象,通过机理和实验法建立了系统的数学模型,并研究了简单的单参数和串级控制系统的特性。在此基础上,设计了前馈—串级控制系统,从而有效地克服了来自各种通道的干扰。针对控制系统参数不易整定的问题,本文引入了模糊PID控制器,通过模糊控制器对控制参数进行整定,从而大大简化了参数整定过程,特别是当系统处于不同控制点时,通过模糊控制器进行参数整定更具有良好的适应性。最后,本文以S7-300PLC作为底层控制器,以通用计算机作为上位机,实现了基于模糊PID控制器的前馈-串级控制系统。实验结果表明,该系统能够较好地实现对双容水槽液位系统的控制。
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