基于模糊PID控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真研究

1、青 島 科 技 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）題 目 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真研究學(xué) 院 名 稱 自動(dòng)化與電子工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 自動(dòng)化103班 學(xué)生姓名 陳 嘉 學(xué) 號(hào) 1007010323 指 導(dǎo) 教 師 王麗麗填表時(shí)間：2014年5月引 言根據(jù)自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理，研究MATLAB仿真工具箱及仿真方法，并給出仿真實(shí)例和分析結(jié)果。將自適應(yīng)技術(shù)和PID控制技術(shù)相結(jié)合，借以輔助軟件MATLAB有力地驗(yàn)證了這一技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，能源的需求越來(lái)越大，人們對(duì)供水系統(tǒng)可靠性的要求也不斷提高，采用先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)高節(jié)能、高可靠性的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢(shì)。由于供

2、水系統(tǒng)具有嚴(yán)重的非線性和時(shí)變性，無(wú)法用線性化方法近似，傳統(tǒng)PID控制器的參數(shù)很難調(diào)整、適應(yīng)性差。針對(duì)此問(wèn)題，本文研究了供水的恒壓控制，分析了恒壓供水出水壓力變化的特點(diǎn)及控制難點(diǎn)。在參閱大量的中外文獻(xiàn)并結(jié)合實(shí)際控制要求的基礎(chǔ)上，對(duì)基于模糊控制的恒壓供水控制系統(tǒng)進(jìn)行了理論研究和工程設(shè)計(jì)，提出了模糊控制的方法，對(duì)模糊控制進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，取得了理想的控制效果治果。恒壓供水系統(tǒng)的工作，水泵由初始狀態(tài)向管網(wǎng)供水，一般分為壓力上升過(guò)程和恒壓過(guò)程。控制系統(tǒng)是以管網(wǎng)水壓為設(shè)定參數(shù)，根據(jù)用水量的多少由單片機(jī)控制投入運(yùn)行的水泵數(shù)量及電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，即恒壓供水。本文主要工作包括：1.研究了恒壓供水

3、系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理，并對(duì)各環(huán)節(jié)總結(jié)近似的數(shù)學(xué)模型。2.根據(jù)系統(tǒng)的工作原理和數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)模糊控制器，并利用MATLAB的simulink仿真，驗(yàn)證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。3.根據(jù)仿真結(jié)論，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)框圖、控制原理圖。研究了控制系統(tǒng)的總體硬件結(jié)構(gòu)，確立了各部分硬件模塊的功能，給出 了一些典型電路設(shè)計(jì)和電動(dòng)機(jī)的控制及電路原理圖。4.詳細(xì)研究了PID控制算法以及程序總體設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)了主程序模塊、PID模塊、檢測(cè)模塊、水泵控制等模塊。關(guān)鍵詞：模糊PID；恒壓供水；變頻調(diào)速ABSTRACTThis article first to adaptive PID control system str

4、ucture and principle to give explanation，and thenbriefly introduces the simulation of MATLAB toolbox and simulation method of use，and finally gives the simulationexamples and the results of analysisThis paper emphasizes on the adaptive technology and PID control technology，the combination of the las

5、t to suppo software MATLAB powerful to prove the technical advantageWith the rapid developrnent of economy and society，energy resources are seriously lacking. At the same time, the demands for quality and reliability of water supply system are increased continually. So it is inevitable tendency to d

6、esign one kind of water supply system which is high reliable and saves on energy well,with the help of advanced technique of automation and control. The model of the water supply system is intrinsic nonlinear and time variant，which makes it difficult to liberalize the plant. Thus the traditional PID

7、 controller cannot adapt to the changes.To tackle this problem, we have designed an adaptive controller.The paper references a lot of Chinese and foreign literature and combines practical control requirements，and conduct theoretical study and project design on computer controlled constant pressure w

8、ater supply system. The system is based on setting parameters for the pipeline pressure，the size for usage are controlled by microcomputer in operation of the pump number and motor speed，to achieve closed-looP pipe network water pressure regulator，that is to achieve constant pressure water supply.Th

9、e main work of the constant pressure water supply system，the systemstructure and working principle.Components in the system，given the system block diagram of control principle，and this system the main function of the hardware and software，a brief introduction.According to the working principle，set o

10、f fuzzy controller，using MATLABs Simulink simulation and verification system works.Of the control systems overall hardware architecture，and established various parts of the hardware module function ,gives some typical circuit: studies of the model and the device options，on the use of various chip fe

11、atures and characteristies deseribed in detail: of the system hardware design circuit，given the system hardware design charts and motor control chart.Keywords: Fuzzy PID; Constant Pressure Water SuPPly; Frequency Control目錄引言. ABSTRACT. 第一章緒論. 11.1供水控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀.11.2恒壓供水控制系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.21.3模糊控制在恒壓供水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

12、.31.4模糊恒壓供水控制系統(tǒng)的研究意義.41.5論文的主要研究?jī)?nèi)容.51.6本文的主要工作.51.7本章小結(jié).6第二章系統(tǒng)的模糊控制及其算法.72.1模糊控制理論的產(chǎn)生及發(fā)展.72.2模糊控制的特點(diǎn).72.3模糊控制器的結(jié)構(gòu).92.3.1模糊控制規(guī)則.102.3.2模糊化接口.112.3.3隸屬度函數(shù)的確立.112.3.4去模糊化.142.4恒壓供水控制系統(tǒng)模糊控制器設(shè)計(jì).142.5量化因子及比例因子的選擇.172.6本章小結(jié).18第三章恒壓供水控制系統(tǒng)理論分析與仿真.193.1恒壓供水的原理.193.1.1恒壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn).193.1.2供水系統(tǒng)的主要參數(shù)【19】.203.2變頻恒壓供水

13、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型.213.3系統(tǒng)的SIMULINK軟件仿真.223.4本章小結(jié).26第四章系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì).274.1系統(tǒng)的工作流程.274.2結(jié)構(gòu)概述.274.3各部分硬件電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其功能概述.284.3.1主控單片機(jī)引腳功能說(shuō)明.294.3.2反饋壓力檢測(cè)電路.314.3.3輸入控制電路.324.3.4輸出控制電路.334.3.5系統(tǒng)電壓監(jiān)控及watchdog電路.334.6本章總結(jié).35第五章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).365.1集成開(kāi)發(fā)環(huán)境ADS.365.2軟件設(shè)計(jì).375.2.1 LPC2138的初始化設(shè)計(jì).385.2.2液晶顯示程序設(shè)計(jì).395.2.3故障檢測(cè)子程序.405.2.4按鍵設(shè)

14、置程序設(shè)計(jì).415.2.5串口通訊程序設(shè)計(jì).425.2.6模糊控制程序算法.:.435.3本章總結(jié).45 參考文獻(xiàn).46 致謝.47第一章 緒論常規(guī)PID控制由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制的各個(gè)領(lǐng)域。然而常規(guī)PID控制對(duì)非線性、時(shí)變系統(tǒng)的控制效果不甚理想，本文將模糊技術(shù)與PID控制系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)建自適應(yīng)模糊PID控制系統(tǒng)，運(yùn)用模糊推理，實(shí)現(xiàn)對(duì)PID參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整，為了驗(yàn)證自適應(yīng)技術(shù)對(duì)PID控制的改進(jìn)，文章通過(guò)MATLAB的SIMULINK模塊對(duì)其進(jìn)行了仿真，和常規(guī)PID控制系統(tǒng)相比，控制效果明顯提高，而借助仿真工具，可以更方便的

15、調(diào)整參數(shù)達(dá)到最佳控制效果。模糊控制是以模糊集合論、模糊語(yǔ)言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)控制方法，用模糊集表示規(guī)則的條件和操作，并把這些模糊控制規(guī)則以及有關(guān)信息作為知識(shí)存人計(jì)算機(jī)知識(shí)庫(kù)中，然后計(jì)算機(jī)根據(jù)控制系統(tǒng)的實(shí)際響應(yīng)情況進(jìn)行控制，它是智能控制的一個(gè)重要分支，在控制領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。自適應(yīng)技術(shù)的目的在于影響系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，模糊PID控制因?yàn)槟軌蛟诰€調(diào)整PID的三個(gè)控制參數(shù)，是一種直接自適應(yīng)控制，常稱為模糊自適應(yīng)PID控制。也就是說(shuō)，模糊控制技術(shù)與PID控制結(jié)合構(gòu)成模糊PID控制，而可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)PID參數(shù)的最佳調(diào)整，就是自適應(yīng)模糊P1D控制。1.1供水控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀供水系統(tǒng)是一個(gè)城市的

16、重要組成部分，它關(guān)系到城市的生存和發(fā)展。由于供水系統(tǒng)受到許多因素影響，因此，它是一個(gè)多目標(biāo)、非線性、復(fù)雜的系統(tǒng)。本論文就供水系統(tǒng)中的管網(wǎng)壓力平衡問(wèn)題，采用控制管網(wǎng)壓力，利用模糊控制理論對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行恒壓供水控制。1隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及微機(jī)技術(shù)和大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，交流電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越完善，對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速也越來(lái)越先進(jìn)，現(xiàn)在利用變頻調(diào)速器來(lái)調(diào)速，其性能優(yōu)于以往的調(diào)速方式。最近幾年，利用單片機(jī)設(shè)計(jì)的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)在我國(guó)逐漸盛行起來(lái)，它是變頻調(diào)速技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)在供水系統(tǒng)中最典型的應(yīng)用，具有節(jié)能、造價(jià)低、自動(dòng)化程度高、安全、供水壓力穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，適用于高層建筑、住宅小區(qū)的

17、自動(dòng)供水，同時(shí)安裝調(diào)試方便，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，性能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)在的恒壓供水系統(tǒng)所應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置大多采用交流變頻控制技術(shù)，系統(tǒng)的控制裝置采用單片機(jī)控制器，目前國(guó)內(nèi)不少公司采用變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，做變頻恒壓供水工程。對(duì)于水管管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺(tái)水泵的循環(huán)控制方案，有的采用可編程控制器PLC，有的采用單片機(jī)。這兩種控制方案從可靠性方面講，PLC優(yōu)于單片機(jī):從經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)化、算法等方面看，單片機(jī)優(yōu)于PLC。這兩種方法，前者容易實(shí)現(xiàn)，軟啟動(dòng)器一般為成品部件，但設(shè)備投資較大; 后者設(shè)備投資少，但頻率波動(dòng)大，易引起管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定。這兩種方法都可以實(shí)現(xiàn)水泵的邏輯控制，并可完成系統(tǒng)的模糊

18、邏輯PID控制，還可以對(duì)系統(tǒng)中的各種運(yùn)行參數(shù)、控制點(diǎn)的進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示，并完成系統(tǒng)運(yùn)行的故障報(bào)警及打印報(bào)表等功能。自動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，可與城市供水系統(tǒng)的上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)城區(qū)供水系統(tǒng)的優(yōu)化控制，為城市供水系統(tǒng)提供了現(xiàn)代化的調(diào)度、管理、監(jiān)控。1.2恒壓供水控制系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀發(fā)達(dá)國(guó)家的供水控制技術(shù)比較成熟，并且在實(shí)踐中得到了推廣應(yīng)用。模糊控制、專家系統(tǒng)等控制技術(shù)，在供水控制系統(tǒng)中進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究。國(guó)內(nèi)的恒壓供水控制裝置大多采用PID控制或模糊控制，適應(yīng)性不強(qiáng)，控2制精度較低，參數(shù)整定和調(diào)試麻煩。在變頻與工頻電源的切換技術(shù)上，多數(shù)采用主電路串接軟啟動(dòng)器的方法進(jìn)行降壓起動(dòng);也有采用切換

19、時(shí)封鎖變頻器的控制脈沖，使變頻器的輸出為零，再切換到工頻電源上。模糊控制變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)，是根據(jù)用水量的多少，自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。1.3模糊控制在恒壓供水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用模糊控制是指能適時(shí)地調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制參數(shù)，以適應(yīng)外界變化、系統(tǒng)本身參數(shù)變化，降低系統(tǒng)對(duì)外界干擾的影響，使整個(gè)控制系統(tǒng)能夠以最佳的狀態(tài)在某一性能指標(biāo)下運(yùn)行。在系統(tǒng)模型已知的情況下，可以采用模糊控制的方法;當(dāng)然，系統(tǒng)模型未知或者部分已知的系統(tǒng)，也可以采用模糊控制的方法，這是模糊控制方法最顯著的一個(gè)特點(diǎn)。通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)模糊控制器，使被控對(duì)象的輸出滿足其系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。對(duì)于一個(gè)控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方法，如PID控制、最優(yōu)控

20、制、狀態(tài)反饋控制等，其控制對(duì)象只能是一個(gè)參數(shù)和狀態(tài)已知的系統(tǒng)，它的控制策略是建立在系統(tǒng)已知的基礎(chǔ)之上。而模糊控制的控制策略和控制規(guī)律是建立在系統(tǒng)未知的基礎(chǔ)之上，他不但能抑制外界干擾和環(huán)境變化對(duì)系統(tǒng)本身參數(shù)的變化，而且在某種程度上，還能有效的消除模型化對(duì)系統(tǒng)誤差的分析的影響。變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)由水泵、電機(jī)、變頻器等多個(gè)環(huán)節(jié)所組成，整個(gè)系統(tǒng)涉及的參數(shù)比較多，其中很多的參數(shù)都難以測(cè)定，而且有一部分參數(shù)在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)生變化。水泵的工作具有很強(qiáng)的非線性特性，管路末端用水量的變化以及電力負(fù)載的波動(dòng)及其特性的變化等都將導(dǎo)致水泵恒壓運(yùn)行的工況點(diǎn)發(fā)生改變，從而影響系統(tǒng)的參數(shù)。3恒壓變頻供水在理論上是

21、較為理想和先進(jìn)的。首先恒壓變頻供水能夠保證出水壓力不變，還可以根據(jù)終端用水量的大小進(jìn)行變頻恒壓供水，不但能夠節(jié)約電能，而且保證水泵降壓軟啟動(dòng)，減少對(duì)電網(wǎng)電壓沖擊，各臺(tái)水泵輪換使用，延長(zhǎng)水泵的使用壽命。大多數(shù)的系統(tǒng)采用先投入使用的水泵先退出運(yùn)行的控制策略，這樣，各臺(tái)水泵的使用時(shí)間均勻，而且，一旦水泵出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)能跳過(guò)故障泵運(yùn)行。對(duì)于供水這樣的復(fù)雜控制系統(tǒng)，參數(shù)可變，理論上難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，利用常規(guī)的PID控制器，難以保證在任何工況條件下系統(tǒng)始終具有最佳的控制性能。模糊控制是建立在人工經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，無(wú)需知道控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，它采用語(yǔ)言變量來(lái)描述系統(tǒng)特征，并依據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信息和模糊控制規(guī)

22、則進(jìn)行推理以獲得合適的控制量，具有對(duì)參數(shù)變化不敏感和魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn)，但缺點(diǎn)是控制精度不高，研究表明，模糊控制和PID控制結(jié)合是提高控制性能的有效手段。為了有效地提高變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的控制精度和魯棒性，本文設(shè)計(jì)了Fuzzy-PID控制器，利用模糊邏輯對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整，實(shí)現(xiàn)供水管道的壓力恒定。1.4模糊恒壓供水控制系統(tǒng)的研究意義PID控制算法簡(jiǎn)單、魯棒性好及可靠性高，被廣泛應(yīng)用于過(guò)程控制和運(yùn)動(dòng)控制中。在可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定性的控制系統(tǒng)中，用常規(guī)的PID控制就可達(dá)到控制要求。然而對(duì)于非線性、時(shí)變、參數(shù)不確定、難以建立精確數(shù)學(xué)模型的生產(chǎn)過(guò)程，由于參數(shù)很難確定，用常規(guī)的PID控制很難描述

23、其生產(chǎn)過(guò)程中如果能夠不斷的測(cè)量被控對(duì)象的性能和參數(shù)，并反饋到控制器中，就可以使系統(tǒng)運(yùn)行在某種意義下的最優(yōu)狀態(tài)。在供水控制系統(tǒng)中，由于水泵工作特性具有很強(qiáng)的非線性和管路的滯后特性，傳統(tǒng)的PID控制方式存在著不同程度的超調(diào)或振蕩現(xiàn)象。因此，對(duì)供水系統(tǒng)采用模糊控制4來(lái)達(dá)到最優(yōu)的狀態(tài)。模糊恒壓供水系統(tǒng)能夠根據(jù)供水管網(wǎng)的用水情況，調(diào)整水泵投入臺(tái)數(shù)及轉(zhuǎn)速，實(shí)行全自動(dòng)恒壓供水，達(dá)到高效節(jié)能的目的，對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊，能延長(zhǎng)水泵的使用壽命?；趩纹瑱C(jī)的智能控制供水系統(tǒng)，基本上可一以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的供水工作，造價(jià)低，維護(hù)方便，壽命長(zhǎng)，給學(xué)校、企事業(yè)單位帶來(lái)較好的社會(huì)效益。1.5論文的主要研究?jī)?nèi)容1.首先分析系統(tǒng)的工作原

24、理，研究子恒壓供水控制系統(tǒng)的控制算法，介紹了模糊控制的基本原理及存在的問(wèn)題，提出模糊PJD控制器的設(shè)計(jì)，建立了供水系統(tǒng)的近似模型，對(duì)其進(jìn)行仿真。2.介紹了基于ARM控制系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu)框圖，對(duì)信號(hào)輸入電路、壓力檢測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)輸出電路等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并介紹了硬件電路設(shè)計(jì)中采取的抗干擾措施。3.設(shè)計(jì)了供水系統(tǒng)主程序流程圖、串口通訊服務(wù)程序流程圖、LCD液晶顯示模塊、模糊PID控制算法的軟件設(shè)計(jì)，以設(shè)計(jì)的硬件為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，進(jìn)行初步的調(diào)試。1.6本文的主要工作第一章緒論中介紹了此系統(tǒng)的課題背景和當(dāng)前的研究成果、國(guó)內(nèi)國(guó)際的研究現(xiàn)狀，介紹了論文的主要工作。第二章研究了模糊控制系統(tǒng)的理論，論述

25、了模糊控制理論的發(fā)展、以及模糊控制在供水系統(tǒng)中的運(yùn)用，包括系統(tǒng)的模糊化理論、模糊控制規(guī)則的建立、解模糊化等過(guò)程。5第三章中研究子恒壓供水系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理和系統(tǒng)的軟件仿真。根據(jù)系統(tǒng)的工作原理，設(shè)置模糊控制器，利用MATLAB的simulink仿真，驗(yàn)證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。第四章論述了系統(tǒng)的構(gòu)成，給出了系統(tǒng)框圖、控制原理圖，并對(duì)系統(tǒng)中的硬件和軟件的主要功能做了簡(jiǎn)要的介紹。在系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分，介紹了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)過(guò)程，研究了控制系統(tǒng)的總體硬件結(jié)構(gòu)，并確立了各部分硬件模塊的功能，給出了一些典型電路,研究了機(jī)型及器件的選擇和系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)電路，給出了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原理圖和多臺(tái)電機(jī)的控制原理圖。第五章重點(diǎn)介紹

26、了軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的過(guò)程，詳細(xì)研究了PID控制算法以及程序總體設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)了主程序模塊、PID模塊、報(bào)警檢測(cè)模塊、水泵控制等功能模塊。1.7本章小結(jié)本章詳細(xì)描述了恒壓供水控制系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和恒壓供水控制系統(tǒng)的意義，敘述了模糊控制在恒壓供水控制系統(tǒng)中的意義，交代了論文的主要研究?jī)?nèi)容和工作。6第二章 系統(tǒng)的模糊控制及其算法模糊控制是以模糊集合論、模糊語(yǔ)言變量及模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)，在無(wú)法獲知系統(tǒng)精確的數(shù)學(xué)模型的情況下，模仿人的思維方式，以操作人員的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，根據(jù)操作者的語(yǔ)言表達(dá)來(lái)確定系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)和控制規(guī)律，然后在實(shí)際系統(tǒng)中進(jìn)行調(diào)試和整定的一種智能控制。2.1模糊控制理論的

27、產(chǎn)生及發(fā)展作為研究事物模糊性的一種方法，模糊集合理論最早出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代中期。Zadeh教授為處理人的思維中普遍存在的模糊性，提出了模糊集理論。模糊控制的特點(diǎn)，在Zadeh的“模糊集”理論的基礎(chǔ)上，對(duì)那些難以用數(shù)學(xué)解析式描述的系統(tǒng)特性，用語(yǔ)言變量描述出來(lái)，從而在控制過(guò)程中，用模糊控制把人的智能體現(xiàn)出來(lái)，將智能控制的高層次決策和低層次控制結(jié)合于一體，實(shí)現(xiàn)模糊控制在系統(tǒng)中的運(yùn)用，這些也是模糊控制的優(yōu)點(diǎn)。如今，在各行各業(yè)中，都可以發(fā)現(xiàn)模糊控制技術(shù)應(yīng)用，家用電器設(shè)備己成為主攻市場(chǎng)，諸如智能洗衣機(jī)、微波滬、吸塵器、空調(diào)機(jī)、照相機(jī)和攝影機(jī)，在工業(yè)閉環(huán)控制系統(tǒng)中則有水凈化處理、發(fā)酵控制、化學(xué)反應(yīng)釜、水

28、泥窯爐等;在專用系統(tǒng)和其他方面的應(yīng)用有地鐵控制、電梯、自動(dòng)扶梯、蒸汽引擎、聲控直升機(jī)、紙幣識(shí)別裝置以及機(jī)器人控制等等。2.2模糊控制的特點(diǎn)模糊控制采用語(yǔ)言型控制規(guī)則，模擬人工控制的過(guò)程和方法，增強(qiáng)控制系統(tǒng)的適應(yīng)能力，使之具有一定的智能水平。在設(shè)計(jì)中不需要知道被控7對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的控制經(jīng)驗(yàn)或相關(guān)專家的知識(shí)，分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性，這有利于增強(qiáng)模糊控制系統(tǒng)的魯棒性，干擾和參數(shù)變化對(duì)控制效果的影響將被大大減弱，控制機(jī)理和策略易于接受和理解，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，便于應(yīng)用，尤其適合于非線性、時(shí)變及純滯后系統(tǒng)的控。從工業(yè)過(guò)程的定性認(rèn)識(shí)出發(fā)，比較容易建立語(yǔ)言控制規(guī)則，因而模糊控制對(duì)那些數(shù)學(xué)模型

29、難以獲取，動(dòng)態(tài)特性不易掌握或變化非常顯著的對(duì)象非常適用。常規(guī)的控制器的設(shè)計(jì)方法是基于模型的控制算法，由于出發(fā)點(diǎn)和勝能指標(biāo)的不同，容易導(dǎo)致較大差異，但一個(gè)系統(tǒng)語(yǔ)一言控制規(guī)則具有相對(duì)的獨(dú)立勝，利用這些控制規(guī)律間的模糊連接，容易找到折中的選擇，.使控制效果優(yōu)于常規(guī)控制器。模糊控制與常規(guī)的PID控制相結(jié)合，以模糊集合論、模糊語(yǔ)一言變量、模糊推理為思想基礎(chǔ)，根據(jù)不同的e和ec，對(duì)PID控制器參數(shù)Kp、Ki、Kd進(jìn)行在線整定。這種控制器與傳統(tǒng)的控制器相比較，具有響應(yīng)快、超調(diào)量小、魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn)。模糊控制的核心部分是模糊控制器，其核心的控制規(guī)律是由計(jì)算機(jī)的程序?qū)崿F(xiàn)的，實(shí)現(xiàn)模糊控制算法的過(guò)程如下:經(jīng)采樣獲取被

30、控量的精確值，然后將此值與給定值比較得到誤差信號(hào)E，一般選取誤差信號(hào)E作為模糊控制器的一個(gè)輸入量，把誤差信號(hào)E的變化快慢作為模糊控制器的另外一個(gè)輸入量EC，把誤差信號(hào)E的精確量和誤差變化率Ec的精確量進(jìn)行模糊化變成模糊量。誤差E和誤差變化率EC的模糊量可用相應(yīng)的模糊語(yǔ)一言表示，得到誤差E和誤差變化率EC的模糊語(yǔ)言集合的一個(gè)子集e和ec，在由e和模糊控制規(guī)則R根據(jù)合成推理規(guī)則進(jìn)行模糊決策，得到模糊控制量u。u=e o R ( 2- l )模糊控制器的設(shè)計(jì)包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容:8確定模糊控制器的輸入變量和輸出變量(即控制量)設(shè)計(jì)模糊控制器的控制規(guī)則確立模糊化和非模糊化(又稱清晰化)的方法選擇模糊控制器

31、的輸入變量及輸出變量的論域并確定模糊控制器的參數(shù)編制模糊控制算法的應(yīng)用程度2.3模糊控制器的結(jié)構(gòu)模糊控制器的結(jié)構(gòu)如圖2.1所示：輸入變量分別為e和ec ，輸出變量為u，輸入輸出的語(yǔ)言變量男E、EC和U，模糊控制規(guī)則為:R1: if E=Ai and EC = Bi，then U=Ci (2-2)式中Ai、Bi、Ci.均為輸入輸出上的模糊子集。圖2.1模糊PID控制器結(jié)構(gòu)圖模糊集合Ai、Bi、Ci的數(shù)學(xué)表達(dá)式分別為:9于是，表達(dá)式可以寫(xiě)成Ai x Bi Ci (2-6)上式對(duì)應(yīng)的模糊關(guān)系R為R=A x B x C (2-7)將實(shí)際輸入量e和ec進(jìn)行模糊化，得模糊輸入量A*、B*，則輸出C*可用下

32、式求得:C*= ( A* x B* ) o R (2-8)式中，“o”為合成算子。2.3.1模糊控制規(guī)則模糊控制規(guī)則是基于專家知識(shí)或操作人員長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)，它是按人的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)推理的一種語(yǔ)言表示形式。模糊規(guī)則通常由一系列的關(guān)鍵詞連接而成，常用的關(guān)系詞為if 、then、also，對(duì)于多變量模糊控制系統(tǒng)，還有and等，他們通過(guò)關(guān)系詞將這些規(guī)則數(shù)值化。對(duì)于一個(gè)輸入變量為e (誤差) 和ec (誤差變化) 的模糊控制系統(tǒng)，輸入變量應(yīng)的語(yǔ)言變量為E和EC，可給出一組模糊規(guī)則：R1：IF E is NB and EC is NB then U is PBR2：IF E is NB and EC is NS

33、 then U is PM通常把if的部分稱為“條件”，而then的部分稱為“結(jié)論，基本的結(jié)構(gòu)可歸納為lf A and B then C，其中A為論域U上的一個(gè)模糊子集，B是論10域V上的一個(gè)模糊子集。根據(jù)控制經(jīng)驗(yàn)，可以計(jì)算生成一個(gè)控制決策表R，R是笛卡爾乘積集UxV上的一個(gè)模糊子集，則其某一時(shí)刻其控制量由下式給出:C=(A x B) o R (2-9)式中，x 模糊直積運(yùn)算; o 模糊合成運(yùn)算模糊控制器的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)模糊控制規(guī)則，其規(guī)則的設(shè)計(jì)一般包括三部分：1.描述輸入和輸出變量2.定義各模糊變量的模糊子集，確定模糊子集函數(shù)曲線3建立模糊控制器的控制規(guī)則2.3.2模糊化接口模糊控制器的輸入必須

34、通過(guò)模糊化才能用于求解模糊控制器的輸出，將真實(shí)的確定量轉(zhuǎn)化為一個(gè)模糊矢量。2.3.3隸屬度函數(shù)的確立隸屬度函數(shù)的確定，要客觀反映模糊現(xiàn)象的特點(diǎn)，符合客觀規(guī)律，而不是主觀臆想的11,12。由于模糊現(xiàn)象本身存在著差異和每個(gè)專家在知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、判斷能力等方面不同，即使對(duì)同一個(gè)模糊概念的認(rèn)定和理解，也會(huì)有差異性，因此，隸屬度函數(shù)的確定帶有一定的主觀性。目前確定隸屬度函數(shù)的方法有如下幾種：1.模糊統(tǒng)計(jì)法對(duì)論域E上的一個(gè)確定元素e。，是否屬于論域上的一個(gè)可變動(dòng)的集合，Aa是屬于一個(gè)模糊集合A，對(duì)應(yīng)的模糊概念水平為a。2.對(duì)比排序法它是通過(guò)對(duì)多個(gè)事物之間的對(duì)比來(lái)確定某種特征下的排列順序，由此來(lái)決定具有這些

35、特征的隸屬度函數(shù)的大致圖形。113.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對(duì)于一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，如果輸入和輸出的響應(yīng)數(shù)據(jù)間呈現(xiàn)高度非線性，就可以用模糊邏輯將輸入和輸出數(shù)據(jù)分為不同的聚類，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)確定隸屬度函數(shù)，通過(guò)改變神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)系數(shù)來(lái)適應(yīng)這種變化，從而不斷修正隸屬度函數(shù)值。設(shè)e、ec、kp、ki、kd、幻的隸屬度函數(shù)均服從三角函數(shù)分布，如圖2.2所示圖2.2隸屬度函數(shù)的分布根據(jù)實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)和PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)影響，建立模糊控制規(guī)則表。12用模糊控制規(guī)則表來(lái)描述模糊控制規(guī)則，由上表得到49條模糊規(guī)則，13各個(gè)模糊語(yǔ)句之間是與或關(guān)系，由第一條語(yǔ)句所確定的控制規(guī)則可以計(jì)算出ut。同理，可以由其余各條語(yǔ)句分別求出控制量u2

36、， u49，則控制量為模糊集合u，如2-10所示u= u1 + u2 + .+ u492.3.4去模糊化由式2- l計(jì)算出的模糊控制量可以選用一種去模糊化的方法，如采用最大隸屬度方法弓將控制量由模糊量變成精確量。在工業(yè)控制中廣泛采用加權(quán)平均法【13】。它主要是針對(duì)論域中的每個(gè)元素xi ( i = 1，2， n )，以它作為輸出模糊集合的隸屬度 u( i )今的加權(quán)系數(shù)，即取乘積xi u(i)，在計(jì)算該乘積和 對(duì)一于隸屬度和的平均值x0 ，即：（2-11）平均值x0便是應(yīng)用加權(quán)平均法為模糊集合求得的判決結(jié)果，從而得到控制量的實(shí)際值。2.4恒壓供水控制系統(tǒng)模糊控制器設(shè)計(jì)系統(tǒng)的輸入壓力范圍是o-10

37、0 kpa，設(shè)定的壓力值是50kPa，壓力差的范圍是-50，50，設(shè)誤差e的基本論域?yàn)? 6，6，ec的基本論域?yàn)? 6，6，E和EC的論域?yàn)? 6，- 5，- 4，- 3，- 2，- 1，O ，1 ，2 ，3 ，4 ，5 ，6，語(yǔ)言變量選取負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小，零，正小，正中，正大7個(gè)語(yǔ)言變量。則負(fù)大表示誤差范圍在 - 50，-35，負(fù)中表示誤差范圍- 35，- 20，負(fù)小表示的誤差范圍- 20，- 5，零表示的誤差范圍- 5，5，正小表示的誤差范圍5，20，正中表示的誤差范圍是20，35，正大表示的誤差范圍是35，1450。通過(guò)模糊控制規(guī)則的建立，得到輸入與輸出的控制規(guī)則如下所示表2.2模糊控

38、制規(guī)則表PID參數(shù)模糊整定是找出比例、積分、微分這三個(gè)參數(shù)與偏差e和偏差變化率ec之間的模糊關(guān)系，在運(yùn)行中通過(guò)不斷檢測(cè)e和ec，根據(jù)模糊推理來(lái)對(duì)三個(gè)參數(shù)進(jìn)行在線修改，以滿足不同e和ec對(duì)控制參數(shù)的不同要求擴(kuò)從而使被控對(duì)象具有良好的動(dòng)、靜態(tài)性能。一般情況下，在不同的e和ec下被控對(duì)象對(duì)kp、ki、kd的自整定要求可歸結(jié)為：(1)當(dāng)lel較大時(shí)，為使系統(tǒng)具有較好的快速跟蹤性能，應(yīng)取較大的kp與較小的kd，同時(shí)為了避免系統(tǒng)在開(kāi)始階段產(chǎn)生較大的超調(diào)，通常取ki=O;15(2)當(dāng)lel和ee處于中等大小的時(shí)候，為使系統(tǒng)具有較小的超調(diào)，kp應(yīng)取得小些；在這種情況下，kd的取值對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)的影響較大，也應(yīng)取得

39、小寫(xiě);ki的取值要適當(dāng)。(3)當(dāng)lel較小時(shí)，為使系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)態(tài)性能，kp與ki不應(yīng)該取的很大，同時(shí)為避免系統(tǒng)在設(shè)定值附近出現(xiàn)振蕩，kd值的選擇是相當(dāng)重要的。其原則是:當(dāng)偏差變化率ec較小時(shí)，kd取大一些，ec較大時(shí)，kd取較小的值，通常kd為中等大小。PID控制器的控制規(guī)律的一般形式為:( 2-12 )其中e(k) ，e(k) ，ec(k)分別為輸入變量偏差、偏差和變化率，kp、ki、kd分別為表征其比例、積分、微分作用的參數(shù)。則PID參數(shù)由以下公式求得:KP = KP0 + KP ( 2-13)Ki = Ki 0 + Ki (2- 14)Kd = Kd0 + Kd (2- 15)其中K

40、p0、Ki0、Kd0表示初始的PID參數(shù)，kp、ki、kd參數(shù)按照模糊控制規(guī)則表2.2進(jìn)行調(diào)整，kp、ki、kd表示調(diào)整后的PID參數(shù)。模糊PID控制的任務(wù)是找出PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)Kp、Ki、Kd氣偏差e和偏差變化率ec之間的模糊關(guān)系；接著在系統(tǒng)運(yùn)行中不斷檢測(cè)e和ec， 控制器的輸入，根據(jù)模糊控制規(guī)則對(duì)PID的三個(gè)參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整，并將Kp、Ki、Kd作為模糊控制器的輸出，最后根據(jù)調(diào)整后的Kp、Ki、Kd重新代人PID公式中進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算結(jié)果即為控制器的最終輸出。其工作流程圖如圖2.3所示16圖2.3工作流程圖2.5量化因子及比例因子的選擇設(shè)計(jì)一個(gè)模糊控制器，不但要設(shè)計(jì)模糊控制規(guī)則，而且合理地

41、選擇模糊控制器輸入變量的量化因子和輸出變量的比例因子也很重要:大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，不同的量化因子和比例因子，對(duì)模糊控制器的性能影響很大。選擇合理的量化因子和比例因子，不但要考慮計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)，還要考慮計(jì)算機(jī)的輸入輸出接口中D/A和A/D轉(zhuǎn)換的精度及其變化的范圍。因此，選擇量化因子和比例因子要充分考慮與D/A和A/D轉(zhuǎn)換精度，使其變換范圍被充分利用。量化因子的大小對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能影響很大。從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等各方面來(lái)考慮，kp、ki、kd的作用如下【14,15】：比例系數(shù)kp的作用是加速系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。kp17越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度

42、越高，但易產(chǎn)生超調(diào)，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。kp取值過(guò)小，則會(huì)降低調(diào)節(jié)精度，使響應(yīng)速度緩慢，從而延長(zhǎng)調(diào)節(jié)時(shí)間，使系統(tǒng)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性變壞。積分作用系數(shù)ki的作用是消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。Ki越大，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差消除越快，但ki過(guò)大，在相應(yīng)過(guò)程的初期會(huì)產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，從而引起響應(yīng)過(guò)程的較大超調(diào)。若ki過(guò)小，將使系統(tǒng)靜態(tài)誤差難以消除，影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。微分作用系數(shù)kd的作用是改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，其作用主要是在響應(yīng)過(guò)程中抑制偏差向任何方向的變化，對(duì)偏差變化進(jìn)行提前的預(yù)報(bào)。但kd過(guò)大，會(huì)使響應(yīng)過(guò)程提前制動(dòng)，從而延長(zhǎng)調(diào)節(jié)時(shí)間，而且會(huì)降低系統(tǒng)的抗干擾性能。2.6本章小結(jié)在這一章中，我們?cè)敿?xì)描述了模糊控制理論的

43、產(chǎn)生、發(fā)展過(guò)程，概述了模糊控制理論在工程中的應(yīng)用過(guò)程，包括控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制規(guī)則的建立、模糊化接口和解模糊化，通過(guò)模糊規(guī)則的建立和模糊推理，使實(shí)際的模擬量與數(shù)字量建立了聯(lián)系，查詢表格，修正參數(shù)，滿足系統(tǒng)的控制要求。18第三章恒壓供水控制系統(tǒng)理論分析與仿真3.1恒壓供水的原理對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行的控制，實(shí)際上是為了滿足用戶對(duì)水的流量需求，讓用戶得到穩(wěn)定的水量。因此，流量就成了供水系統(tǒng)的基本控制對(duì)象。在不同時(shí)間（如自天和晚上)、不同季節(jié)(如冬天和夏天)，用水流量的變化是很大的，這就造成供水不足或者供水過(guò)剩的情況時(shí)有發(fā)生。一般情況下，管道中水壓的大小與用水需求之間的平衡情況有關(guān):如供水能力>用水

44、需求，則壓力上升如供水能力<用水需求，則壓力下降如供水能力=用水需求，則壓力不變由此可見(jiàn)，要保持某處供水系統(tǒng)的壓力恒定，實(shí)際上是保證該處的供水和用水處于平衡狀態(tài)，這就是恒壓供水所要達(dá)到的目的。3.1.1恒壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn)1、滯后性供水系統(tǒng)的控制對(duì)象是用戶管網(wǎng)的水壓，它同其他一些變量(如:溫度、流量、濃度等)一樣，是一個(gè)過(guò)程控制量，對(duì)控制作用的響應(yīng)具有滯后性。2、非線性用戶管網(wǎng)中因?yàn)橛泄茏?、水錘等因素的影響，同時(shí)又由于水泵的一些固有特性，使水泵轉(zhuǎn)速的變化與管網(wǎng)壓力的變化不成正比，因此變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)是一個(gè)非線性系統(tǒng)。3、多變性恒壓供水系統(tǒng)要面向各種各樣的供水系統(tǒng)，而不同系統(tǒng)的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)和

45、揚(yáng)程等方面存在著較大的差異，因此其控制對(duì)象的模型一定要具有多變性。194、時(shí)變性在調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中，由于有水泵的時(shí)時(shí)控制，其運(yùn)行狀態(tài)影響供水系統(tǒng)的模型參數(shù)，使其發(fā)生不確定性變化，因此可以認(rèn)為，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的控制對(duì)象是時(shí)變的。5、容錯(cuò)性當(dāng)出現(xiàn)意外的情況（如突然斷電、水泵、變頻器、軟啟動(dòng)器故障等)時(shí)，系統(tǒng)能根據(jù)不同的情況自動(dòng)進(jìn)行投切，保證管網(wǎng)內(nèi)壓力恒定。在故障發(fā)生時(shí)，執(zhí)行專門(mén)的故障程序，保證在緊急情況下的仍能進(jìn)行供水。6、節(jié)能性系統(tǒng)用變頻器進(jìn)行調(diào)速，用調(diào)節(jié)泵和固定泵的組合進(jìn)行恒壓供水，節(jié)能效果顯著，對(duì)每臺(tái)水泵進(jìn)行軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流可從0增大到電機(jī)額定電流，減少了啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊的同時(shí)，

46、減少了啟動(dòng)慣性對(duì)設(shè)備的大慣量的轉(zhuǎn)速?zèng)_擊，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。3.1.2供水系統(tǒng)的主要參數(shù):a流量(Q)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)管路內(nèi)某一截面的水量b揚(yáng)程(H)：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的水被水泵上揚(yáng)時(shí)所達(dá)到的能量。揚(yáng)程主要包括3個(gè)部分：提升上揚(yáng)水位所需能量、克服水在管網(wǎng)中的流動(dòng)阻力所需能量、使水流動(dòng)具有一定的流速所需的能量，由于后面兩個(gè)參數(shù)較小且不變，所以，常用水位的變化量來(lái)代表量程。C管阻(R)：表示管路系統(tǒng)(包括水管、各種閥門(mén)和連接裝置)對(duì)水流產(chǎn)生阻力的物理量，管阻特性反映了水泵的能量用來(lái)克服泵系統(tǒng)的水位及壓力差、液體在管道中的流動(dòng)阻力的變化規(guī)律。根據(jù)管網(wǎng)特性，描述供水系統(tǒng)的基本特征如下圖3.1所示:20圖3.

47、1供水系統(tǒng)的基本特祝圖中兩條曲線均是在閥門(mén)開(kāi)度不變的前提廠描繪的揚(yáng)程特卞仁曲線和管陰特性曲線。從圖中可以看出：流量Q越大，揚(yáng)程H越小。在閥門(mén)開(kāi)度和水泵轉(zhuǎn)速都不變的情況下，流量的大小主要取決于用戶的用水情況，因此，揚(yáng)程特性所反映的是揚(yáng)程H與用水流量QU之間的關(guān)系。而管阻特性是以水泵轉(zhuǎn)速不變?yōu)榍疤?，表明閥門(mén)在某一開(kāi)度下，揚(yáng)程H與流量Q之間的關(guān)系。由圖可知，在同一閥門(mén)開(kāi)度下，揚(yáng)程H越大，流量Q也越大。由于閥門(mén)開(kāi)度的改變，實(shí)際仁是改變了在某一揚(yáng)程下，供水系統(tǒng)向用戶的供水能力。因此，管阻特J性所反映的是揚(yáng)程與供水流量QG之問(wèn)的關(guān)系。揚(yáng)程特性曲線和管阻特性曲線的交點(diǎn)，稱之為供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)，如圖2-l中A點(diǎn)。在這一點(diǎn)，用戶的用水流量Qu和供水系統(tǒng)的供水流量QG處于平衡狀態(tài)，供水系統(tǒng)既滿足了揚(yáng)程特性，也符合了管阻特性，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)速后水泵的流量、揚(yáng)程與軸功率隨著變化。轉(zhuǎn)速增高，流量、揚(yáng)程與軸功率隨之