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资料简介
毕业设计 游泳池水温模糊控制系统设计 共50页,23157字。
绪 论
游泳池温度及其液位报警控制,在游泳池控制中占有非常重要的地位。将模糊控制方法运用到温度控制系统中,可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象,同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。
课题背景
模糊逻辑控制 (Fuzzy Logic Control)简称模糊控制(Fuzzy Control),是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。1965年,美国的L.A.Zadeh创立了模糊集合论;1973年他给出了模糊逻辑控制的定义和相关的定理。
1974年,英国的E.H.Mamdani首先用模糊控制语句组成模糊控制器,并把它应用于锅炉和蒸汽机的控制,在实验室获得成功。这一开拓性的工作标志着模糊控制论的诞生。 传统的自动控制,包括经典理论和现代控制理论中有一个共同的特点,即控制器的综合设计都要建立在被控对象准确的数学模型(如微分方程、传递函数或状态方程)的基础上,但是在实际工业生产中,影响系统的因素很多,十分复杂。建立精确的数学模型特别困难,甚至是不可能的。这种情况下,模糊控制的诞生就显得意义重大,模糊控制不用建立精确的数学模型,根据实际系统的输入输出的结果数据,参考现场操作人员的运行经验,就可对系统进行实时控制,并能取得良好的控制效果。
模糊控制实质上是一种非线性控制,从属于智能控制的范畴,模糊控制的一大特点是既具有系统化的理论,又有着大量实际应用背景。模糊控制的发展最初在西方遇到了较大的阻力,然而在东方尤其是在日本,却得到了迅速而广泛的推广应用。近 20多年来,模糊控制不论从理论上还是技术上都有了长足的进步,成为自动控制领域中一个非常活跃而又硕果累累的分支。其典型应用的例子涉及生产和生活的许多方面[1] [2]。
水温控制在游泳池控制中是最为重要的,单水温控制过程中存在着很大的时滞性和很强的干扰。采用一般的控制方法如PID控制,都不能很好地满足要求。而目前较为流行的以单片机作为控制器基于模糊算法的温度控制策略可以很容易的解决这些问题[1]。
模糊控制研究方向展望
模糊控制仍然是一个充满争议的领域。由于它的发展历史还不长,理论上的系统性和完善性,技术上的成熟性和规范性都还是不够的,有待人们的进一步提高。
模糊系统理论还有一些重要的理论课题还没有解决。其中两个重要的问题是:如何获得模糊规则及隶属函数,这在目前完全凭经验来进行;以及如何保证模糊系统的稳定性。大体说来,在模糊控制理论和应用方面应加强研究的主要方向为[3]:
1)适合于解决工程上普遍问题的稳定性分析方法,稳定性评价理论体系;控制器的鲁棒性分析,系统的可控性分析和可观性判定方法等。
2)模糊控制规则设计方法的研究,包括模糊集合隶属函数设定方法,量化水平,采样周期的最优选择,规则的系数,最小实现以及规则和隶属函数参数自动生成等问题;进一步则要求我们给出模糊控制器的系统化设计方法。
3)模糊控制器参数最优调整理论的确定,以及修正推理规则的学习方式和算法等。
4)模糊动态模型的辨识方法。
5)模糊预测系统的设计方法和提高计算速度的方法。
6)神经网络与模糊控制相结合,有望发展一套新的智能控制理论。
......
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