三容水箱液位控制完整系统的PID.doc

蒇目录螄目录 1薃摘要 3罿第一章概论 6莁第二章三容水箱系统简介及数学模型 15莈第三章基于三容水箱系统的PID控制算法研究 -N的算法实现 -N整定法的Kp、Ki、Kd控制参数整定 40蕿第四章总结 41节参考文献 42羂致谢 43蝿附录1常规遗传算法PID整定程序 44芃附录2计算目标函数值的子程序chap5- 48莄附录3基于自适应遗传算法的PID整定程序 50肀附录4快速仿真曲线程序 56艿羄膁膈蚈蚄膂薁肇蒄芄虿蒇膅肁肂羆羅膂膀蚀蚆膄芈聿蒆羁蚁蒈膆肃蝿袈袇肄摘要膁三容水箱系统是工业过程控制中许多被控对象的典型抽象模型,在非线性、大惯性过程控制研究应用中具有广泛代表性。近年来国内外许多学者对三容水箱系统的建模方法、控制算法及故障诊断等方面进行了探讨。进一步研究三容水箱系统的控制算法并构建现代实验教学系统,在工业控制领域和工程控制论教学中都具有较为重要的理论和实际应用价值。PID控制是最早发展起来的控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。本文旨在充分发挥遗传算法的特点,提高PID控制系统设计和控制品质。首先采用实验建模法推导了三容水箱的数学模型,然后根据上述模型在三容水箱中应用了两种PID控制策略:基于自适应遗传算法的PID控制和基于自适应遗传算法的改进快速PID控制算法。对于两种PID控制策略来说,最关键的部分在于如何优化控制器参数,在文中采用了遗传算法这一新型的优化搜索方法,仿真研究结果表明,改进算法能够明显改善系统的动、静态性能,可获得较为理想的控制效果。莇蚇袁芀螆膃关键词三容水箱系统;数学模型;自适应遗传算法;基于自适应遗传算法的改进快速PID控制算法羃莈膆袄肄螀衿蚄螁衿ABSTRACT艿Three-tanksystemisatypicalandnonobjectivemodelofmanyobjectsinindustrialprocesscontrol,andthesystemisbroadlyrepresentativeintheresearchofnon-,manyscholarsinhomeandabroadhaveexploredthemehhodofmodeling,controlalgorithmanddiagnosisoffaultsetc…IthastruevaluesoftheoreticsandpraticalapplicationinthefieldofindustrialcontrolandtheteachingofEngineeringControlTheorytofurtherresearchonthecontrolalgorithmofthree-、,experimentalmo