水箱水位模糊控制系统建模仿真-课程设计.doc

钦州学院系统仿真课程设计设计题目水箱水位模糊控制系统建模仿真水箱水位模糊控制系统仿真建模摘要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。目录摘要AbstractTOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc106447832"1绪论5HYPERLINK\l"_Toc106447833"1.1水箱水位系统概述5HYPERLINK\l"_Toc106447834"1.2模糊控制理论简介5HYPERLINK\l"_Toc106447835"1.2.1模糊控制理论的产生、发展及现状6HYPERLINK\l"_Toc106447836"1.2.2模糊控制理论运用于水箱水位系统控制的意义6HYPERLINK\l"_Toc106447837"1.3仿真建模工具软件MATLAB／SIMULINK简介6HYPERLINK\l"_Toc106447838"1.4本文的主要任务及内容安排8HYPERLINK\l"_Toc106447839"2模糊理论及模糊控制基础8HYPERLINK\l"_Toc106447840"2.1模糊理论基础8HYPERLINK\l"_Toc106447841"2.1.1从经典集合到模糊集合的转变9HYPERLINK\l"_Toc106447842"2.1.2模糊集合的基本概念10HYPERLINK\l"_Toc106447843"2.1.3模糊集合的基本运算12HYPERLINK\l"_Toc106447844"2.2模糊控制基础14HYPERLINK\l"_Toc106447845"2.2.1模糊控制的回顾和展望15HYPERLINK\l"_Toc106447846"2.2.2模糊控制系统的结构15HYPERLINK\l"_Toc106447847"2.3本章小结20HYPERLINK\l"_Toc106447848"3水箱水位模糊控制器的建立20HYPERLINK\l"_Toc106447849"3.1输入输出语言变量语言值的选取及其赋值表21HYPERLINK\l"_Toc106447850"3.2控制规则描述24HYPERLINK\l"_Toc106447851"3.3水位控制模糊关系矩阵24HYPERLINK\l"_Toc106447853"3.4模糊推理24HYPERLINK\l"_Toc106447854"3.4.1输入量模糊化24HYPERLINK\l"_Toc106447855"3.4.2模糊推理24HYPERLINK\l"_Toc106447856"3.5模糊判决25HYPERLINK\l"_Toc106447857"3.6水位模糊控制查询表25HYPERLINK\l"_Toc106447858"3.7本章小结25HYPERLINK\l"_Toc106447859"4利用MATLAB对水箱水位系统进行仿真建模26HYPERLINK\l"_Toc106447860"4.1水箱水位模糊推理系统（FIS）的建立26HYPERLINK\l"_Toc106447861"4.2对SIMULINK模型控制系统的构建34HYPERLINK\l"_Toc106447862"4.3进行Simulink模型仿真37HYPERLINK\l"_Toc106447863"4.4本章小结37HYPERLINK\l"_Toc106447864"结论40HYPERLINK\l"_Toc106447865"参考文献40水箱