变论域模糊PID在空压机控制中的应用研究

发布时间：2017-05-26 01:14

  本文关键词：变论域模糊PID在空压机控制中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：压缩空气在工业应用领域被认为是仅次于电力的第二大动力能源,又是多种用途的工艺气源。其应用领域遍布冶金、化工、烟草、机械、医药、食品等行业。空压机系统作为压缩空气气源发生系统,具有时变、非线性等特点,很难建立精确的数学模型。 常规PID参数调整需要依靠现场工作人员的经验知识及相关领域的专家知识。对没有精确的数学模型的复杂控制对象而言,传统的PID控制技术不能很好满足控制要求。模糊控制因其结构简单、不需要被控对象的数学模型等优点而得到广泛应用。本文主要将模糊数学相关知识应用于空压机的压力控制。模糊自适应PID控制器中,控制系统输出向零接近时,初始论域的模糊划分变得粗糙,影响系统的控制精度。针对该问题,将变论域思想引入到模糊自适应PID控制中。并用模糊推理的方式改变论域伸缩范围,以达到论域随系统的变化而调整的目的。本文所做的主要研究工作如下： 1.本文针对空压机输出压力变化情况,设计了以压力差和压力差变化率为输入,以压缩机电机频率为输出的模糊控制器。 2.针对模糊自适应PID控制中模糊规则不变影响控制精度的问题设计了变论域模糊PID控制器,运用模糊推理的方式描述论域的变化规律。通过伸缩因子调节器在线调节输入输出论域。 变论域模糊控制是近年来新兴的研究领域。从实验结果来看变论域模糊PID技术方案是可行的,该方法具有一定的实用性、推广性,为以后空压机控制系统设计提供了理论依据,具有一定的参考价值。
【关键词】：空气压缩机 模糊控制 模糊PID 变论域模糊PID
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 研究背景及意义7
• 1.2 国内外研究概况7-12
• 1.2.1 PID控制研究概况7-8
• 1.2.2 模糊控制技术的发展8-9
• 1.2.3 空压机控制概况9-12
• 1.3 课题的主要研究内容12-15
• 第二章 空气压缩机系统15-25
• 2.1 空压机气源产生系统15-19
• 2.1.1 空气过滤器15-16
• 2.1.2 冷却器16-17
• 2.1.3 油水分离器17-18
• 2.1.4 干燥器18
• 2.1.5 储气罐18-19
• 2.2 空气压缩机的分类及其工作原理19-23
• 2.2.1 空气压缩机的分类19-20
• 2.2.2 常用的空气压缩机20-23
• 2.3 空气压缩机控制方式23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 空气压缩机模糊控制25-37
• 3.1 模糊控制数学基础25-26
• 3.1.1 模糊集合25
• 3.1.2 隶属函数25-26
• 3.1.3 模糊推理26
• 3.2 模糊控制器设计26-28
• 3.2.1 模糊化模块26-27
• 3.2.2 知识库模块27
• 3.2.3 模糊推理模块27-28
• 3.2.4 解模糊模块28
• 3.3 空气压缩机模糊控制28-36
• 3.3.1 空气压缩机模糊控制系统28-30
• 3.3.2 输出频率模糊控制量清晰化30-31
• 3.3.3 空气压缩机模糊控制器的设计31-32
• 3.3.4 压力差的隶属度函数32
• 3.3.5 压力差变化率隶属度函数32-33
• 3.3.6 空气压缩机频率隶属度函数33-34
• 3.3.7 空气压缩机模糊控制规则设计34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 空气压缩机变论域模糊自适应PID控制器的设计37-53
• 4.1 传统PID控制37-38
• 4.2 模糊自适应PID38-39
• 4.2.1 模糊自适应PID参数自整定系统结构38
• 4.2.2 模糊自适应PID的缺点38-39
• 4.3 变论域模糊控制39-42
• 4.3.1 变论域模糊控制技术背景39
• 4.3.2 论域收缩39-40
• 4.3.3 伸缩因子40-41
• 4.3.4 模糊推理的变论域控制41-42
• 4.4 空压机变论域模糊PID控制器42-52
• 4.4.1 模糊自适应PID控制器的设计42-47
• 4.4.2 论域调节器规则设计47-48
• 4.4.3 仿真实验48-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第五章 总结与展望53-55
• 参考文献55-59
• 附录 攻读学位期间的研究成果59-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李洪兴;模糊控制的插值机理[J];中国科学E辑:技术科学;1998年03期

2 李洪兴;Fuzzy控制的本质与一类高精度Fuzzy控制器的设计[J];控制理论与应用;1997年06期

3 李洪兴;从模糊控制的数学本质看模糊逻辑的成功──关于“关于模糊逻辑似是而非的争论”的似是而非的介入[J];模糊系统与数学;1995年04期

4 乔茂伟;韦永斌;;基于PSO的神经网络PID在液位控制中的应用[J];自动化与仪表;2012年09期

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本文编号：395467