基于Matlab的恒溫箱溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

畢業(yè)設(shè)計(jì)論文基于Matlab的恒溫溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真

因此設(shè)智PID控現(xiàn)PID而模糊PID控制方和PID控制各自的優(yōu)

，控制糊PID控制Asthermostatplaysimportantroleintheproductionresearch,designingatemperaturecontrolsystemimportantthermostat'stemperaturecontrolisalag,time-varing,nonlinearitisdifficultanCurrentlycontrol,controlcontrolarethetemperature

paperselectslagmodelthecontrolobject,PIDalgorithm,algorithmalgorithmtothermostatandusesMatlabsoftwarefortheanalysis.Byseveralwefoundadaptalongtime,itneedcarriedontheadjustmentandachievetheanticipatedeffect.Fuzzydoesdependonprecisemodelandaneffectivetosolvetheuncertainty.Butthecontrolnot,andquantifiablefactorandrestricted.Asfuzzycontrolalgorithm,itnotonlycombinestheandtheiradvantages,alsostrongofandadaptability.Keywords:Time-lagPIDFuzzyFuzzy

31.1選41.2對...............................41.2.1經(jīng)典控制................................................................51.2.2智能控制................................................................61.2.3結(jié)論....................................................................71.3主82.PID真92.1微行PID算[7]92.2參識102.3PID參2.3.1PID參數(shù)的特點(diǎn)..........................................................112.3.2ZN經(jīng)驗(yàn)公式法...........................................................112.4PID算真3.1模理....................................3.1.1模糊控制基本思想.......................................................143.1.2模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)...................................................143.1.3模糊控制的特點(diǎn).........................................................163.2模計(jì)....................................3.3溫3.3.1控制器結(jié)構(gòu).............................................................183.3.2模糊子集的選取.........................................................183.3.3模糊規(guī)則的確定.........................................................193.3.4模糊推理...............................................................203.4模真3.4.1模糊控制仿真...........................................................21糊PID控4.1模PID控224.2模

4.2.1模糊子集的選取.........................................................224.2.2模糊規(guī)則的建立.........................................................234.2.3模糊推理及模糊決策.....................................................264.3模PID控2727

29

1.緒論在目前工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究中有著重要的作同時二者相結(jié)合的復(fù)合控制中主要介紹1.1選題的目的、意義途1]

因此設(shè)計(jì)一個高精度（Matrix的簡國境2]。它可以實(shí)現(xiàn)對眾多控制的仿真，Matlab1.2對本課題涉及問題的研究現(xiàn)狀

,常采用最早在時滯系同時二經(jīng)括PIDSmith果3]。PID,PID算法只有在下當(dāng)一個調(diào)好參數(shù)PID時差定4]

T0.7

,常規(guī)PID,,許多學(xué)者提出了多種模PID法糊ID,,控制器PID來,應(yīng)ID控制預(yù)估器是得到廣泛應(yīng)用的時滯系統(tǒng)控制方它通過估計(jì)性,用償,使,,提高系統(tǒng)的快

性[S,但,,,能6]

上,這些方案包:S,非的mith器的Smith預(yù)估器自適應(yīng)的國IBM公司Dahlin于1968該算法的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個合適的數(shù)字器整個系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)相當(dāng)于一個帶有純滯后的一階慣性環(huán)間3]D(z)，Smith智等7]

時滯中,,,,再將它,模糊點(diǎn)8]

度S糊PID控人們普遍認(rèn)為經(jīng)魯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢在于能夠充分逼近任意復(fù)高8]

結(jié)

將PID控Smith、Smith-NN預(yù)1.3主要解決的問題用PIDPID過Matlab仿真時PIDPID算EEC作出K、TT和ECPid在運(yùn)行中通過不斷測和C再根據(jù)模KTiT的

pu1Tspu1Tsdd控制及仿真存在[統(tǒng)往往PIDPID分先行算

[10]行1所示，其特點(diǎn)是對輸,種R）

+

—

）si

Y1Td1sd

Y）圖1

dd1sd

d

dudyduTdtdt

y

9

dddT0.1T0.1dddT0.1T0.1ddduuk(dyy(k)y(kddtTdtd

(k)(k(k)y(d()

(kTu(k)d(d)(k)u(k(k)y(d23

(k

TTccc0.1Td

2.2參數(shù)辨識時域測定的主要過程是對被而在輸需要在被測對象上人為數(shù)[

(s)

KeTTs2

到=5,T=8,T

。

G()

s8

2.3PID參數(shù)的整定

kpkp主、T,pid用N對ID控PID

p

Ti

T

點(diǎn)

p

Ti

T

Td2.3.2ZN的ID控制器，

C(s))Tsi

(s)

TTs

為k，TT12

Ti

T0.5

。由上述k=93.75,T=10T。pid2.4PID算法仿真MATLAB立

3.模糊控制及仿真而模糊控制的最大優(yōu)點(diǎn)就是不依賴于被將式[3.1模糊控制基本原理模

[13]模規(guī)則庫輸入

模糊化

模糊推理

清晰化

輸出圖2

號或e）和誤號或ecy作為圖2所示：

其中輸123它通常有數(shù)12它具有模擬人的基于模糊概念的推理能

12模1234模糊控制5123.2模糊控制器的設(shè)計(jì)

[14]

模糊控制器的設(shè)計(jì)成功與否直因此設(shè)計(jì)一個合適的模糊控制器對于模糊控制驟輸出一差E和誤差變化率EC。1因必須取至9零個模糊狀態(tài)零22

E的7個模。EC的：PL,PM,PS,ZE,NS,NM,NL。3.3溫度模糊控制器的設(shè)計(jì)控差和誤差變化率ECR

+

-—

e

A/D

EEC

模糊控制器

U

D/A

被控對象

Ydt/de圖模

溫度傳感器量數(shù)和輸出量U的模糊子集如下，NS，PL}，，NS，PS，PM，PL}；，NS，PL}，NM，，ZE，PS，PM，PL

為量E)的取，-5，-4，0，+l，+2，+6}；量取-6，-4，，+l+3，，+6}；量U)的取，-5，-4，-3，-2，-1，，+1，，，+6}。表1表

模糊集合隸屬度元素PLPMPSZENSNMNL

-6-5-4-3-2-101`34560.00.00.00.00.00.00.00.00.00.10.40.81.00.00.00.00.00.00.00.00.00.20.71.00.70.20.00.00.00.00.00.00.30.81.00.50.10.00.00.00.00.00.00.00.01.00.60.10.00.00.00.00.00.00.10.51.00.80.30.00.00.00.00.00.00.20.71.00.70.20.00.00.00.00.00.00.00.01.00.80.40.10.00.00.00.00.00.00.00.00.0模表所

表

U

EEC

NLNSPM

NLNLNLNLNLNS

NLNLNLNS

NSNLNLNSPM

NLNSPM

NSPM

PMNSPM

PM模12用3UEEC)R

一般的作法是將上述各表存放到微處理由查詢表的i行和第列找到跟誤差和誤差同樣以論域ij

表3

EC-6

-5-4-3-2-1012456UE-6-5-4-3-2-10123456

-6-5-6-5-6-6-6-3-3-1000

-5-5-5-5-5-5-5-3-3-1000

-6-5-6-5-6-6-6-3-3-1000

-5-5-5-5-5-5-5-2-10111

-3-3-3-4-3-3-3000111

-3-3-3-4-3-3-1000221

-3-3-3-4-100111333

-2-2-2-2001333333

-1-1-11222333333

0001222556555

0001333666656

0001333556555

00013336666563.4模糊控制仿真模同PID控制中所G

(8

在MATLAB環(huán)境下，構(gòu)

模糊制及仿真PID的ID控制算法相結(jié)合的一種控制糊ID控現(xiàn)IDKT和iT

規(guī)ID[15]

4.1模糊PID制器結(jié)構(gòu)PID規(guī)ID控制為基E和EC對IDPID分糊ID圖4.2模糊控制器的設(shè)計(jì)模出ID3與EC在運(yùn)測和EC3個參數(shù)進(jìn)行在線修正，從而使被差E和偏差率C而KTTi：{NL,NM,NS,ZE,PS,PM,PL}，-5，-3，-10，1，2，3，4，5，，考慮5

糊模推糊模推e

模模糊

模推理理清晰化TiR

+

被控對象

Y—

控制器圖糊ID控5

模

IF...THEN...。PID參數(shù)的調(diào)整刻個參KTT對系id下在不的E和,KKTPii

KT

1）當(dāng),為加快系統(tǒng)響應(yīng)速度并防止E和圍KT,,,通常

Ti

2和EC,為使系統(tǒng)響應(yīng)的超調(diào)較,KP下的取值對,TTiE較小,應(yīng)TTi

T

T

時[T響建立控制規(guī)則，

K

TTE，的模糊表，表6所i表

K

E和E

ZEPSPMK

E

5

Ti

E和E的模糊ZEPSPMTiE

PL

6TE和E的模糊ZEPSPMTE

模

piiipiii12用3:

iiii

i

u

i

。應(yīng)用模計(jì)PID參算kk'ECpT'ECiiiiTdd

p中:

k

T

i

T

為ID中,成ID控正,使4.3模糊PID制的仿真參考文獻(xiàn)

[1]宋子巍，陳思忠，楊林模糊PID控制的ATlAB仿真分析》，北京：北京理工大學(xué)[2]李正軍《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.1[3]愈瑞釗，史濟(jì)建《人工智能原理與技術(shù)》，浙江：浙江大學(xué)出版社，[4]張志杰《燃煤鍋爐模糊PID控制算法研究與引用》，大慶石油學(xué)院[5]楊紅《基于模糊PID制算法的溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)師范大學(xué)學(xué)報2004.8[6]李洪興，王加銀，苗志宏《模糊控制系統(tǒng)的建?！罚袊茖W(xué)，輯，2002[7]樓世博，孫章，陳化成《模糊數(shù)學(xué)》，科學(xué)出版社，1982[8]李少遠(yuǎn)，王景成《智能控制》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1[9]屠乃威，付華，閻馨參數(shù)自適應(yīng)模糊ID控制器在溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用》，遼寧工程技術(shù)大學(xué)[10]耿瑞《基于ATLAB的自適應(yīng)模PID控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真》，哈爾濱，載《信息技術(shù)學(xué)報》，2006第1期[11]劉金琨《先進(jìn)PID控制及其MATLAB仿真》，北京：電子工業(yè)出版社，

答

謝我要向王老師精深的專業(yè)水平和嚴(yán)我他們的教導(dǎo)讓我現(xiàn)，把己多來班任作驗(yàn)總?cè)?，并?/p>

您希能到：讓每一學(xué)都有輝的天我很欣賞一句話那就“教師的工作是托起明天的太陽啊，我們今天的一切工作就是為了每一個學(xué)生都能擁有一個輝煌的未來嗎？那么，如何為孩子未來的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)？是值得每一位教師尤其是班主任教師的深思因?yàn)榘嘀魅问菍W(xué)校具有特殊身份的教育者作為班級的教育者和組織者在班集體的發(fā)展和學(xué)生的健康成長中起著十分重要的作用。我從參加工作至今二十多年來一直擔(dān)任班主任工作回憶這些年帶班所走過的每一步品味著工作帶給我的欣慰和快樂更加堅(jiān)定了我做一名優(yōu)秀班主任的信念和決心經(jīng)過多年的實(shí)踐探索和學(xué)習(xí)思考我的治班理念已經(jīng)逐漸明朗那就“以情育人用愛心點(diǎn)燃學(xué)生心靈的火花；活動育人，用豐富多彩的活動促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展一位教育家曾經(jīng)說過猶如沒有水，就不能稱其為池塘一樣，沒有感情，沒有愛，也就沒有教育工作二十多年來，我沒有放棄過教師自身素質(zhì)的培養(yǎng)，從教中學(xué)，從學(xué)中教，樂此不疲。用我的真誠、愛意透視學(xué)生純潔而又豐富的內(nèi)心世界，喚起學(xué)生對愛和真誠的追求，感染學(xué)生浸潤學(xué)生渴望理解的心田用充滿愛的語言去撫慰一顆顆幼小的心靈。一、關(guān)愛學(xué)，用愛撐起片藍(lán)天１溝通是教育的前提師生之間如果缺乏了解和溝通感情就會

有隔膜教育就無從展開溝通應(yīng)從了解開始蘇聯(lián)著名教育家烏申斯基說過："如果教育家希望從一切方面去教育人，那么就必須從一切方面去了解人。"因此，我在班級管理工作中，常通過不同方法與學(xué)生交流，在交流中了解每個同學(xué)的家庭情況、性格特點(diǎn)、愛好、健康狀況及學(xué)習(xí)變化例如我在與如今所帶班級學(xué)生的交流中得知班內(nèi)三名同學(xué)生活在單親家庭時一種憐愛之情一種強(qiáng)烈的責(zé)任感油然而生我深知，生活在單親家庭中的孩子情感脆弱，性格孤僻、倔強(qiáng)、逆反心理強(qiáng)因此在日常的生活學(xué)習(xí)中我會不經(jīng)意地送給他們一個親切的微笑，一個滿意的贊許，一個溫馨的眼神，一個慈祥的撫摸，讓他們感受到老師真摯的愛這些原本不幸的孩子在班集體這個大家庭里變得開朗活潑、樂觀向上，有著較強(qiáng)的集體榮譽(yù)感。2、運(yùn)用心理教育。基礎(chǔ)教育的價值體現(xiàn)在未來，受教育者只有具備良好的心理素質(zhì)才能在未來社會獲得最佳的生存和發(fā)展空間因此本學(xué)年在班里發(fā)起這樣一個倡議生共建相互交流的"綠色通道"，包括兩種形式：（1）家構(gòu)通橋—日記（2）熱線連著你和我—家庭心理電話以此為學(xué)生提供多渠道的傾訴使個性千差萬別的學(xué)生在心理錯位時得以傾訴，擺脫煩惱。有一次我在班里布置了一篇作《你心目中的老師作文里，同學(xué)們大膽地說出了他們心目中老師的形象??從孩子真誠的話語中，我獲得了許多寶貴的意見，所以在后來的班會上，我說老師很感謝

你們提出的寶貴意見從今以后我一定做一個你們滿意的老師有愛心正直好富有創(chuàng)新精神的授課能手學(xué)工作做出改進(jìn)反來，我也向你們提出老師心目中的學(xué)生形象是同樣有愛心懂得自尊自愛和尊重別人從那以后我與學(xué)生的距離更近了孩子們經(jīng)常向我傾訴內(nèi)心的酸楚、快樂??我曾這樣寄語我的學(xué)生們同學(xué)們，我是過去，你們是未來；我是一片樹葉，你們是整個森林；我是一支蠟燭，你們是熊熊火炬；我是一條小溪你們是黃河長江??相信我們每一位同學(xué)都擁有美好的天??”二、以活動載體，營造性發(fā)展的空心理學(xué)家皮亞杰也曾指出：活動是人的認(rèn)識、智慧、思維發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制通過活動能使學(xué)生得到豐富和發(fā)展因此我非常注重從開展活動入手，以活動為載體，以活動的形式、內(nèi)容為依托，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)個性發(fā)展的空間