模糊控制及非线性增益改进在中和控制过程中的应用

摘要

中和过程是一个典型的非线性过程,常规的线性控制方法很难对其进行有效控制.该文分析了pH值曲线的非线性特点,对PID控制和前馈控制中的非线性控制因素分别采用非线性增益和模糊控制的方法进行改进,并在实际运用中取得了较好的效果.模糊控制是在试验数据及专家经验的基础上完成对系统的控制,无需建立数学模型,具有较强的鲁棒性,适用于非线性、时变、时滞系统的控制,对中和过程的控制尤其适合.因此在该系统中引入模糊控制作为前馈控制模型,并最终选用表格查询法,因为表格查询法具有一步生成,无需方法学习的优点,即构成起来既简单又迅速.非线性增益方面选用符合补偿pH值静态增益要求的曲线来进行PID控制的改进.该文还分别对常规PID控制、带有前馈的PID控制及经过非线性增益改进的PID控制等进行仿真研究,并对其控制效果进行比较,证明经过改进的控制效果较好.

目录

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英文文摘

第一章绪论

1.1过程控制理论的发展及其研究趋势

1.2智能控制的特点及应用方案

1.2.1智能控制系统具备的功能

1.2.2智能控制的特点

1.2.3模糊控制的组成及常用方法

1.2.4神经网络控制

1.3计算机控制系统的工作原理

第二章中和过程机理及非线性增益控制

2.1酸碱中和过程的特性和机理

2.1.1 pH值曲线的特性

2.1.2酸碱中和过程的机理模型

2.2中和过程的不完全微分PID控制

2.2.1常规的线性PID控制规律

2.2.2采用不完全微分的PID控制

2.3非线性增益控制

2.4控制过程仿真研究

2.5前馈控制原理模型

第三章模糊逻辑算法的研究

3.1模糊逻辑系统的组成

3.1.1模糊规则与模糊推理

3.1.2模糊产生器

3.1.3模糊数据库和规则库

3.1.4反模糊化器

3.2几种常见的模糊推理模型

3.3模糊逻辑系统的表格查询学习算法

3.4模糊系统建模

第四章非线性控制系统的仿真研究及应用

4.1 PH值控制过程模型设计

4.1.1 pH值控制过程的前馈模型

4.1.2 pH值控制过程的反馈模型

4.2 pH值控制系统的仿真模拟

4.2.1系统仿真试验设计

4.2.2系统仿真结果及讨论

4.3模糊前馈及非线性增益改进的PID控制系统的应用

第五章总结与展望

致谢

参考文献