1、毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 基于模糊逻辑的水箱水位控制 一、 课题研究意义及现状 在现代工业生产及日常生活中，有很多方面都会涉及到水位控制这个问题。而在绝大多数情况下，我们是很难或是不可能得到被控对象的精确数学模型的，因此采用数学工具或计算机仿真技术的传统控制理论已经无法解决此类系统的控制问题 。 水位控制系统在各个领域上都有广泛应用，虽然其结构简单但由于控制过程具有多变量，大滞后，时变性等特点，且在控制过程中系统会受到各种不确定因素的影响，难于建立精确的数学模型。虽然自适应、自校正控制理论可以对 缺乏数学模型的被控对象进行识别，但这种递推法复杂，实时性差。近年来模糊控制在许多控制应
2、用中都取得了成功，模糊控制应用于控制系统设计不需要知道被控对象精确的数学模型，对于许多无法建立精确数学模型的复杂系统能获得较好的控制效果，同时又能简化系统的设计，因此，在水箱水位自动控制系统中，模糊控制就成为较好的选择。 水位控制系统在各个领域上都有广泛应用，虽然其结构简单但由于控制过程具有多变量，大滞后，时变性等特点，且在控制过程中系统会受到各种不确定因素的影响，难于建立精确的数学模型。虽然自适应、自校正控制理论可以对缺乏 数学模型的被控对象进行识别，但这种递推法复杂，实时性差。 近年来模糊控制在许多控制应用中都取得了成功，模糊控制应用于控制系统设计不需要知道被控对象精确的数学模型，对于许多
3、无法建立精确数学模型的复杂系统能获得较好的控制效果，同时又能简化系统的设计，因此，在水箱水位自动控制系统中，模糊控制就成为较好的选择。本文主要论述了应用模糊控制理论控制水箱水位系统，首先详尽的介绍了模糊控制理论的相关知识，在此基础上提出了用模糊理论实现对水箱水位进行控制的方案，建立了简单的基于水箱水位的模糊控制器数学模型。 本试验系统还充分 利用了 MATLAB 的模糊逻辑工具箱和 SIMULINK 相结合的功能，首先在模糊逻辑工具箱中建立模糊推理系统 FIS 作为参数传递给模糊控制仿真模块，然后结合图形化的仿真和建模工具，再通过计算机仿真模拟出实际系统运行情况。通过试验模拟，证明了其可行性。
4、 二、 课题研究的主要内容和预期目标 近几年 模糊逻辑 已经 从理论发展成一门专门的模糊逻辑技术，应用在工业生产 、家用电器 中 ， 并获得迅速发展。 熟悉常规 PID 控制器的设计方法，研究常规 PID 控制算法的特点及其存在的不足之处，熟悉模糊逻辑控制器的设计方法和特点，了解模糊逻辑控制 系统设计与应用中的最新研究成果。 以水箱水位控制为对象， 设计出 PID 控制器和模糊逻辑控制器， 使用 MATLAB 作为工具对控制系统进行仿真分析比较。分析这些不能或很难确定精确数学模型的情况下，用模糊逻辑控制是否能得到非常好的效果。 三、 课题研究的方法及措施 模糊控制系统是一种自动控制系统，它是以
5、模糊数学，模糊语言形成的知识表示和模糊逻辑推理为理论基础，采用计算机控制技术构成的一种具有闭环结构的数字控制系统。它的组成核心是具有智能性的模糊控制器，无疑，模糊逻辑控制系统是一种典型的智能控制系统，在控制原理 上它应用模糊集合论，模糊语言变量和模糊逻辑推理知识，模拟人的模糊思维方法，对复杂的过程进行控制。模糊控制系统基本结构如图所示。从图上可以看出，模糊控制系统的主要部件是模糊化过程，模糊推理和决策（含知识库和规则库的形成）和反模糊化。在结构上与传统的控制系统没有太大的区别。 四、 课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2010 年 10 月 16 至 2010年 4月。 2010 年 10
6、月 16 日至 2010 年 10 月 30 日 :明确任务，查找资料，确定系统总体设计方案； 2010 年 11 月 1 日至 2010 年 11 月 15 日 :写文献综述，外文翻译 2010 年 11 月 15 至 2010 年 11 月 20 日：完成开题报告，准备开题答辩 2010 年 12 月 5 日至 2010 年 12 月 25 日： 研究常 模糊逻辑控制器的设计方法和特点 ； 2010年 12月 25日至 2011年 1月 15日： 了解模糊逻辑控制系统设计与应用中的最新研究成果 ； 2011 年 1月 13 日至 2011年 2月 13 日： 用 MATLAB 语言对新型模
7、糊控制器的进行仿真分析 ，同时撰写毕业论文 ； 2011 年 2 月 13 日至 2011 年 4 月： 与常规 PID 算法进行比较分析，同时完善毕业论文 参考文献 1 薛定宇，陈阳泉 . 基于 Matlab/Simulink 的系统仿真技术与应用 M. 北京 :清华大学出版社 , 2002， 4. 2 郭阳宽，王正林 .过程 控制 工程及仿真 M.北京 :电子工业出版社 ,2009， 4. 3 王正林，郭阳宽 .过程 控制 与 simulink 应用 M.北京 :电子工业出版社 ,2006， 7. 4 李国勇 .智能 控制 及其 MATLAB 实现 M.北京 :电子工业出版社 ,2005，
8、 5. 5 Lu JH, Multivariable fuzzy PID control system for deaerators and condensers levels in a thermal power unitJ,Cybernetics and Systems,2002,33(5):21-26. 6 朱洪军，周佐等 . 模糊控制在锅炉给水控制系统中的应用 J. 中国新技术新产品 , 2010（ 1）21 21. 7 朱彤 ,任庆昌 .PID-模糊控制的应用探讨 J. 电气传动自动化 , 2002， 6,24 8 邬国扬 .模拟电子技术 M.西安电子科技大学出版社， 2008,6 9 席爱民 .模糊 控制技术 M.西安电子科技大学出版社， 2008,6 10 佟绍成，王涛，王艳平 .模糊控制系统的设计及其稳定性分析 M.科技出版社， 2004,4 11 张吉礼 .模糊 神经网络 M.哈尔滨工业大学出版社， 2004,6 12 刘曙光，竺智超 .模糊控制技术 M.中国纺织出版社， 2001,6
