模糊控制用于铁路供水系统中的研究

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模糊控制系统在供水治理中的应用优化

模糊控制系统在供水治理中的应用优化第一章：引言1.1 背景介绍供水是人类社会生存的基本需求，而供水治理是确保可持续供水的重要环节。

随着人口增长和城市化进程的加快，供水治理面临着越来越大的挑战。

如何优化供水治理过程，提高供水质量和效率，成为了当前亟待解决的问题。

1.2 研究目的本文旨在探讨模糊控制系统在供水治理中的应用优化，通过使用模糊控制系统改进供水治理过程，提高供水质量和效率，以满足不断增长的供水需求。

第二章：供水治理的问题与挑战2.1 城市化带来的挑战城市化进程导致城市人口的迅速增长，进而对供水系统提出更高的要求。

供水管网老化、供水流量不均匀、水质监测不准确等问题成为了供水治理面临的主要挑战。

2.2 传统供水治理方法的局限性传统供水治理方法往往基于经验规则和静态模型，对于变化复杂的供水系统来说，其适应性和响应速度都较差。

因此，需要引入更加灵活、智能的供水治理方法。

第三章：模糊控制系统的基本原理3.1 模糊控制系统概述模糊控制系统是一种基于模糊逻辑的控制方法，通过将输入、输出和系统状态模糊化，建立模糊规则集来实现对复杂系统的控制。

3.2 模糊控制系统的工作原理模糊控制系统由模糊化、模糊推理和解模糊化三个步骤组成。

其中，模糊化将实际变量转化为模糊变量，模糊推理利用模糊规则对输入进行推理，解模糊化将模糊输出转化为实际控制信号。

第四章：模糊控制系统在供水治理中的应用4.1 模糊控制系统在供水流量控制中的应用通过对供水管网的流量进行实时监测和模糊推理，可以根据实际情况调整供水泵的流量，以适应城市的供水需求变化。

4.2 模糊控制系统在水质监测与调控中的应用通过对水质监测数据的模糊化和模糊推理，可以实现对水质调控设备的自动控制，提高水质监测和调控的准确性和效率。

4.3 模糊控制系统在供水管网维护中的应用供水管网的维护需要及时发现和解决管网老化、泄漏等问题。

通过对供水管网的监测数据进行模糊推理，可以实现对管网问题的预警和自动修复，提高供水管网的可靠性和安全性。

基于参数自整定的模糊智能供水策略

ＰａｒａｍｅｔｅｒＡｕｔｏ－ｔｕｎｉｎｇ
ＸＩＯＮＧＸｉａｎ — ｓｈｅｎｇ
（ＩｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎＢｒａｎｃｈ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＴｅｎｇｓｈｅｎｇＢｕｉｌｄｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０４０００，Ｃｈｉｎａ）
ｂｅｄｅｖｉａｔｅｄｂｙｔｈｅｎｏｒｍａｌｓｔａｔｕｓ，ａｎｄｔｈｅｐｅｆｒｏｍａｒｎｃｅｅｘｃｅｅｄｅｄａｌｌｏｗａｂｌｅｒａｎｇｅ，ｔｈｅｎｔｈｅｔｕｎｉｎｇ
第２７卷第５期
Ｖ０１．２７Ｎｏ．５
重庆理工大学学报（自然科学）
ＪｏｕｎａｒｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）
ｔｉｎｇｆｏｒＰＩＤｐａｒａｍｅｔｅｒ，ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｓｏｒｔｏｆｆｕｚｚｙｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｓｔｒａｔｅｇｙｂａｓｅｄｏｎ
ｐｒｏｃｅｓｓｏｆＰＩＤｐａｒａｍｅｔｅｒｗｏｕｌｄｂｅｓｔａｔｅｒｄａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙＳＯａｓｔｏｍａｋｅｔｈｅｆｕｚｚｙａｕｔｏ－ｔｕｎｉｎｇｆｏｒＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗｏｕｌｄｂｅａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｓｗｉｔｃｈｅｄｉｎｔｏｔｈｅｎｏｍａｒｌｗｏｒｋｓｔａｔｕｓ，ａｎｄｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒａｆｔｅｒｒｅｔｕｎｉｎｇｔｈｅＰＩＤｃｏｕｌｄｍａｋｅｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｒｅａｃｈｂｅｔｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｑｕｌｉａｔｙ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｂｙｍｅａｎｓｏｆｍｏｄｉｆｙｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒｉｔｃａｎｅｎｓｕｒｅｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ

模糊控制在液位控制中的仿真研究的开题报告

模糊控制在液位控制中的仿真研究的开题报告
一、选题背景和意义
随着工业化和城市化的快速发展，液位控制在工业生产和生活中的作用越来越重要。

液位控制是指通过对介质高度、压力等参数的检测，使介质在一定范围内保持稳定的高度或压力值。

传统液位控制方法采用PID控制器，其控制效果取决于系统模型的准确性和PID控制器的参数调节，难以满足复杂变化的控制需求。

因此，模糊控制作为一种基于经验的控制方法，其对模型精度和控制参数变化的适应性较强，因而越来越被人们所关注。

本文主要探讨模糊控制在液位控制中的应用，以探究新型的液位控制方式，为今后工业生产中的液位控制提供一种新的思路和方法。

二、研究内容和技术路线
本文将采用以下方法研究模糊控制在液位控制中的应用：
1.建立液位控制的数学模型，包括物理模型和控制模型。

2.设计模糊控制器，进行模拟分析。

主要包括设计模糊控制器的输入和输出，设置控制规则和隶属函数等。

3.对比分析传统PID控制方法和模糊控制方法的优缺点，评价其控制效果。

4.仿真分析不同控制参数对液位控制效果的影响。

三、预期成果和意义
本文预期能够探索出一种新型的液位控制方法，即模糊控制方法，并与传统PID 控制方法进行对比分析。

通过充分研究模糊控制在液位控制中的应用，进一步提高液位控制的控制精度和稳定性，为今后工业生产中的液位控制工作提供新的方案和实际指导意义。

模糊控制在变频恒压供水系统中的应用

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２００６年第９期
农业装备与车辆工程
ＡＲＣＬＵＡＱＩＭＥＴ＆ＶＨＣＥＥＧＮＥＩＧＧＩＵＴＲＬＥＵＰＮＥＩＬＮＩＥＲＮ
Ｎｏ９２ｏ．ｏ６
（总第ｌ２期）生活水平的不断提高，在我国广大农
系统通过压力传感器周期性地采集管网压力，将管网压力与设定压力进行比较后，其压差信号送人模糊控制器，ＬＰＣ根据压差信号能很快计算出压力误差变化率；控制器模糊运算处理后，模糊控制表经在中查询到相应的模糊控制量，再把模糊控制量通过解模糊运算输出一个精确的控制量Ａ，系统设定ｗ对值进行迁移，并把迁移后的值送人常规ＰＤ调节器Ｉ的比例环节，后与积分环节、然微分环节一起来实现对变频器输出频率的控制，从而达到控制变速泵的
（ｌｃｏｅｈｈｎｃｅａｍｎ，ｅｈｕＵｉｒｔ，ｅｈｕ２３１，ｈｎ）ＥｅｔｍｃｃａｉｒＤｐ￣ｅｔＤｚｏｎｖｓｙＤｚｏ５０５Ｃｉａｅｉ
ＡｂｓｒｔＡｃｏｄｎｏｔｔａｉｆｗａｅｕｔａｃ：ｃｒｉｇｔｈｅａｃｕｌｔｏｔｒｓｐｐｌｅｐｍｅｔｒｑｎｙｃｎｅｉｎ，ｃｓａｎｅｓｕｅｗｉｈｆｚｙｃｎｔｏｙｓｅｙｙｑｕｉｎ，ｆｅｕｅｃｏｖｒｏｓｏｎｔｔｐｒｓｒｔｕｚｏｒｌｓｔｍｗａｄｓｇｉｔｓａｅｒＩｓｅｉｎｎｈｉｐｐ．ｔａｙｅｔｅｏｓｉｕｔｎｆｃｎｔｏｓｓｅａｎｌｓｓｈｃｎｔｔｉｏｏｒｌｙｔｍｄｅｉｎ，ａｔｃｈｎｇａｎｌｆｃｉｎｎｃｔｏｒｇａｉｎ．ｏｓｇｔａｉｇｅｕｎｔｏａｄｏｎｒｌｅｕｌｔｏＰａｔｃａｐｏｅｔａｔｒｑｎｙｃｎｅｉｎａｏｓａｐｅｓｅｆｚｙｏｔｏｙｓｅｒｃｉｅｈｓｒｖｄｈｔｈｅｆｕｅｃｏｖｒｏｎｄｃｎｔｎｔｒｓｕｒｕｚｃｎｒｌｓｔｍｈｓａａｃｄｔｃｎｉｅａｎｔｂｅｅｓａｄｖｎｅｅｈｑｕｎｄｏａｌ

自动控制系统中的模糊控制技术应用

自动控制系统中的模糊控制技术应用一、模糊理论概述模糊理论是一种可以解决现实生活中不确定性问题的数学理论。

它的应用可以涉及到自然语言处理、图像处理、控制系统设计等领域。

在自动控制系统中，模糊控制技术被广泛应用。

模糊控制的基本思想是将文化经验和专家知识转化为模糊规则库，并将输入信号与这些规则相匹配，最终得到控制信号。

它可以让系统自动学习并适应不确定的环境，从而提高控制系统的可靠性和鲁棒性。

二、模糊控制技术应用模糊控制技术可以应用于许多工业控制领域。

1. 智能交通模糊控制技术可以应用于交通信号灯控制系统，通过分析交通流量和拥堵情况，实现红绿灯的智能控制。

同时，可以应用于道路车流控制以及智能公交系统的设计。

2. 机器人控制在机器人的控制中，模糊控制技术可以应用于路径规划、物体识别等方面。

通过将模糊规则库和目标识别相结合，可以使机器人更加准确地执行命令。

3. 工业生产在工业生产中，模糊控制技术可以应用于控制系统设计、工艺优化等方面。

例如，在化工生产中，通过分析温度、压力等参数，优化反应条件，提高反应效率和产量。

4. 水利工程模糊控制技术可以应用于水利工程中的洪水预警、水库调度等方面。

通过对气象、水文等信息进行分析，并将其与模糊规则库相结合，可以提高洪水预警的准确性，并实现水库的智能调度。

5. 航空航天在航空领域，模糊控制技术可以应用于飞行控制、桥梁和建筑物结构的监测和控制等方面。

通过对环境和飞机状态进行分析，并将其与模糊规则库相结合，可以保证飞机的安全性和稳定性。

三、模糊控制技术的发展趋势随着人工智能技术的不断发展，模糊控制技术也将继续得到广泛应用。

未来，模糊控制技术将更加注重高效、可靠、智能的控制系统设计。

同时，算法的创新和优化也将加速模糊控制技术的发展。

在自动控制系统中，模糊控制技术的应用已经取得了一定的成果，并且在不断推进着。

随着技术的不断进步和工业化的加速发展，模糊控制技术将会在更多的领域中发挥重要作用。

模糊控制技术在恒压供水系统中的应用

Ｋｅｒｓ￣ｆｚｙｃｎｒｌｃｎｔｎｕｐｙｗａｅ；ｉｖｒｒｓｎｌｈｐｍｉｒｃｍｐｔｒｙｗｏｄｕｚｏｔ；ｏｓａｔｓｐｌｔｒｎｅｔ；ｉｇｅｃｉｃｏｏｕｅｏｅ
０引言
目前，城市供水系统多采用人工直接控制加压泵来实现所谓的恒压供水，即半自动化的传统的ＰＤ控制技术来实现的，难达到满意的控制效果，Ｉ很
作者简介：田秀华（６一，，８年毕业于锦州工学院，１１）女１３９９教授，主
要从事信息处理与自动控制方面的教学研究工作。
一
ｌ３ｌ一
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应用模糊推理合成算法，求出模糊控制量，再按照一定的判决方法进行判决，即可求出精确模糊量。
ｕ
划分为若干个模糊子集，并根据控制对象的特点，给出各模糊子集的隶属度。入输出变量语言选取输
｛Ｂ（大）Ｎ负中）Ｎ（小）０零）Ｐ（ Ⅳ 负，Ｍ（，Ｓ负，（，Ｓ正小）Ｐ正中）Ｐ正大）。，Ｍ（，Ｂ（｝
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｈｇｃｕａｙＩｉｔｄｃｓｔｅｓｕｔｒ，ｕｚｏｔｌｌｏｉｍ，ｌｍｅｔｔｎｏｅｈｒｗｒｎｏｔａｅｉａｃｒｃ．ｔｎｒｕｅｔｃｕｅｆｚｙｃｎｒｇｒｈｉｅｎａｉｆｈａｄａｅａｄｓｆｒ，ｈｏｈｒｏａｔｍｐｏｔｗ
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２０年第１０８期

模糊PID在水位控制系统中的应用

模糊PID在水位控制系统中的应用为了解决造纸行业对恒定水位的控制问题，设计并应用了水位恒定控制系统中的模糊PID控制器。

详细论述了模糊PID算法的设计过程，通过实验验证了此方法的可行性。

实现了水位控制系统的PID参数的在线调整，达到了对水位的有效控制的目的。

引言水位控制系统在造纸行业得到广泛应用，如果液位控制不好，液位高了或低了，会影响纸张的质量。

本文将模糊控制和PID控制结合起来，实现PID参数的在线调整，可以有效地解决系统的非线性和不确定性，同时随时根据系统的输入与反馈的偏差及偏差率来调节水位，实现水位的恒定。

实验结果表明，这样既能防止超调又能提高响应速度，明显地改善了系统的动态和静态性能，在水的压力及负载变化的情况下也能保持水位的恒定。

1 水位控制系统本系统的控制对象如图1所示：假若液罐I和液罐Ⅱ里面均是水，由液罐I的水通过进水管的水泵将水输送到液罐Ⅱ。

水位的控制过程如下：水位变送器检测到的水位值通过PLC 送到控制器中，该值与控制器的设定值进行比较，如果检测到的值小于设定值，那么控制器将输出调节信号，经过PLC、手操器，最终将信号送至出水管的电动调节阀上，此信号将阀关小。

如果检测到的值大于设定值，那么阀将开大。

如果检测值与设定值正好相等时，这时的出水量应与水泵的进水量相等，保持动态平衡犯。

2 水位的模糊PID控制2．1模糊PID的构成常规的PID控制虽有着原理简单、使用方便等优点但却不具备在线调整参数P、I、D 的功能，使其不能满足系统在不同条件下对PID参数自调整的要求，模糊控制器是一种近年来发展起来的新型控制器，其优点是不要求掌握被控对象的精确数学模型，而根据人工规则组织决策表，且由该表决定控制量的大小。

模糊控制器代替了传统的控制器，它是模糊控制系统的核心部分。

由输入量模糊化、模糊控制规则、模糊决策等几部分组成，如图2所示。

点击图片查看大图图1 水位控制结构框图点击图片查看大图图2 模糊控制系统原理框图2．2模糊-PID控制原理模糊一PID控制器是以误差e和误差变化率ec作为输入，根据不同的偏差和偏差率对PID参数进行在线调整，以满足不同时刻对控制参数的不同要求，而使被控对象有良好的动、静态性能，如图3所示。

基于模糊控制的水温控制系统设计与实现

模糊语言控制规则可归纳为：
将模糊关系集合记为R，为多段型[8]，则R为：
采用四舍五入取整后的结果u'=-2，即在当前温度测量值Ti远高于温度设定值Ts时，采用PWM控制技术能比较大幅度地减小电热丝的发热功率，甚至开通制冷设备。
3 系统测试及结果分析
模糊控制理论的基础是模糊集合理论，由美国加尼亚大学ZADEH L A教授于1965年首先提出，1973年他给出了模糊控制的定义及相关定理[5]。1974年，英国MAMDANI E H首先用模糊控制语句设计模糊控制器，并成功用于锅炉和蒸汽机的控制，这一工作标志着模糊控制理论的诞生[6]。模糊控制系统基本结构。
由于水在加热过程中难以获得精确的数学模型，控制参数变化范围大，采用传统PID控制难以解决系统稳定性和准确性的问题[3]。本系统充分发挥模糊控制的鲁棒性好、动态响应好、上升时间快和超调小的特点，在实际应用中取得了较好的效果。系统还具有成本低、可移植性强等特点。
1系统硬件设计
系统选用与MCS-51系列兼容的STC89C52单片机，它是一种低功耗、高性能、CMOS 8位微处理器[4]。本文就通过STC89C52单片机来实现自动控制水温系统的设计，使水温能够在30℃~90℃实现恒定温度调节。该自动控制水温系统能及时反映当前系统工作区的温度信息，温度信息通过液晶屏直观地显示给用户，用户可根据自己对水温的实用要求，通过键盘自行设定温度，还设置了温度超限报警，系统结构，单片机工作稳定，不会因电压不稳定而出现反复复位的情况。
1.2 系统电路设计
系统采用按键输入设定温度，液晶显示屏LCD1602上实时显示预设温度和由DS18B20测得的实时水温。通过测取温度误差，经过模糊算法来控制执行器件的具体操作。当控制温度低于30℃或是高于90℃时，系统会通过蜂鸣器报警。系统控制电路设计。

模糊控制在锅炉给水控制系统中的应用

高新技术
Ｃｉｗｅｎｏｅｏｃｈａｅｃｏ—ｓｎＰｔｎＮＴｈｌｉａ — ｕｓ —— ｄｒｇ— ｄ
模糊控制在锅炉给水控制系统中的应用
朱洪军１，周佐２路虹波３
（、１中国石油大学（华东）信息控制学院，山东东营２７６２齐鲁石化热电厂，５０１、）０２６
摘要：本文提出了一种基于模糊控制原理的实时控制系统。
关键词：糊控制；炉给水；Ｉ参数整定和优化模锅ＰＤ；
１引言
ＦＺＹ控制器简要介绍：ＵＺ１ｕｚ控制的基本原理．Ｆｚ１ｙ模糊控制是人工智能控制的典型代表。它模仿人的思维逻辑，被控对象的运行规律（对往往没有确切的数学模型）行总结、象、进抽推理、量化，实施有效的控制。糊控制的基础是模糊模数学，用模糊数学的推理理论，利离线建立隶属函数数据库，将各种复杂的过程对象简单化。该过程需要对被控对象充分的了解，是直接的操作者，具有丰富的经验，能总结规律，才建立隶属函数数据库。当在线运行时，利用计算机的高速、大容量性能，过推理、通量化运算得到具体的控制量。模糊控制是一种非线性控制器，适合于时变、非线性、强耦合系统。１ＵＺ（．ＦＺＹ模糊）２控制器的组成ＦＺＹ控制器主要由四部分组成：ＵＺ
中国新技术新产品
一２ｌ一
・
从此趋势图中可以看出，５炉投用给水＃锅自动控制系统之后，给水流量（号ＦＩ１Ｆ位ＴＯ－ — ｃ输出值稳定在纵轴数值１８ｖ）８值之下，动范波围在１之间，幅不及５输出值稳定，Ｏ振％，自动控制效果明显。４结论本文基于模糊控制原理，详细论述了模糊控制与实时控制相结合的单闭环加前馈控制系统，并将其运用于锅炉给水控制系统，使得给水流量即使在工况变化较大，负荷扰动等的情况下，依然能够保持自控，并用实时趋势图证明了其良好的控制效果。本文提出的锅炉给水自动控制思路对于国内锅炉特别是工况较为恶劣的电站锅炉的自控长期投运有很好的指导意义。其实施方案易于实现，与电厂采用的控制设且

模糊控制技术在水资源管理中的应用研究

模糊控制技术在水资源管理中的应用研究摘要：随着全球水资源短缺问题的日益突出，水资源管理成为各国的重要任务之一。

而模糊控制技术作为一种有效的控制方法，逐渐在水资源管理中得到应用。

本文通过对模糊控制技术的原理和应用实例进行分析，总结了模糊控制技术在水资源管理中的应用，并提出了进一步的研究方向。

关键词：模糊控制技术；水资源管理；应用研究一、引言水是生命之源，对于人类社会的发展和生存至关重要。

然而，随着人口的增长、工业化进程的加速和气候变化等因素的影响，全球水资源短缺问题日益突出。

因此，如何更加有效地管理和利用水资源成为了各国亟待解决的问题之一。

传统的水资源管理方法往往依赖于专家经验和数学模型的建立，但这些方法在处理复杂的水资源管理问题时存在局限性。

而模糊控制技术作为一种能够模拟人类思维、处理模糊信息和规避模型误差的方法，逐渐在水资源管理中得到应用。

下面将介绍模糊控制技术的基本原理和在水资源管理中的应用研究。

二、模糊控制技术基本原理模糊控制技术是基于模糊逻辑的控制方法，其基本原理是将人类的模糊知识和经验用语言形式进行建模，通过模糊推理和模糊规则来实现对系统的控制。

其核心思想是将输入变量、输出变量和控制规则进行模糊化处理，然后进行模糊推理，在输出端得到控制结果。

模糊控制的主要步骤包括：模糊化、模糊规则的建立、模糊推理、去模糊化和控制动作的执行。

在水资源管理中，通过对水量、水质等关键参数的模糊化处理，建立模糊规则，并通过模糊推理得到相应的控制结果，进而实现对水资源的管理和调控。

三、模糊控制技术在水资源管理中的应用1. 水量调度控制在水资源管理中，合理的水量调度是保障水资源利用效率和实现可持续发展的关键。

通过采用模糊控制技术，可以根据不同的水文条件和水资源需求，建立模糊规则，实现水量的精确控制和合理调度。

例如，在干旱地区的水库管理中，利用模糊控制技术可以根据降雨量、蒸发量等指标，调整水库的入库和出库水量，以实现对水量的优化调控。

模糊控制在水处理中的应用研究

模糊控制在水处理中的应用研究随着社会经济的发展，各行各业都在寻找更高效、更智能的控制方法，以提高生产效率和产品质量。

水处理领域也不例外。

模糊控制作为现代控制理论的一种方法，在水处理中的应用研究已经取得一定的成果。

模糊控制是将模糊理论应用于控制系统中的一种新方法。

与传统控制方法相比，模糊控制不需要准确的数学模型，而是通过隶属度函数描述输入变量和输出变量之间的关系，并根据相应的规则对输出变量进行控制。

由于其能够应对复杂、非线性的系统，模糊控制在水处理领域中被广泛应用。

一、模糊控制在水处理中的应用1. 水处理设备控制水处理设备控制是模糊控制在水处理中最常见的应用之一。

模糊控制器通过测量水的流量、温度、浊度等参数，以及对处理后水质量的要求，控制水处理设备的运行。

由于处理水的复杂性，传统的控制方法可能会出现问题，而模糊控制可以根据实际情况进行自适应，保证水的质量稳定。

2. 污水处理污水处理是水处理领域中最为普遍的应用之一。

模糊控制器可以根据污水的不同参数，如COD、氨氮、总磷等，对处理过程中的各个环节进行控制。

模糊控制器还可以在处理过程中提取参数，及时调节处理过程中的操作，保证污水处理的效果稳定。

3. 饮用水处理饮用水处理是保证人体健康的重要环节，而模糊控制可以在水处理的各个环节中发挥作用。

模糊控制器可以通过测量水的各种参数，如PH值、溶解氧、硬度等，对处理过程中的各个环节进行控制。

模糊控制器还可以根据实际情况进行自适应调整，保证处理后的水质量达到标准。

二、模糊控制在水处理中的优势1. 能够应对复杂的控制问题水处理过程中的一些问题比较复杂，需要考虑多个参数的影响，传统的控制方法难以应对。

而模糊控制可以在不需要精确数学模型的情况下，应对这些问题。

2. 对参数变化的适应性强水处理过程中，一些参数如温度、流量等有较大的波动，这会对处理结果产生影响。

而模糊控制可以对这些参数进行实时调节，适应参数变化，使系统稳定。

自适应模糊控制在恒压供水系统中的应用研究

对于非线性、时变的控制系统，就必须适时地对ＰＤＩ控制器的参
数进行在线调整和整定。由于常规ＰＤ控制器不具有在线整定参数Ｋｐ和的Ｉ，
功能，致使其不能满足在不同偏差ｅ及偏差变化率ｅｃ下系统对ＰＤＩ参数的自整定要求，从而影响其控制效果的进一步提高。了为
能。模糊控制是建立在人工经验基础之上，无需知道控制对象的
台水泵的最大供水量时，通￣ＰＣ自动切换电路再投入一台水Ｌ
泵，根据最多用水量的大小可投入数台水泵。其闭环自动控制原
理如图１所示。
数学模型，它采用语言变量来描述系统特征，并依据系统的动态信
息和模糊控制规则进行推理以获得合适的控制量，具有对参数变
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自化术应０８第２卷期动技与用２０年７第２
工业控制与应用
ｎｄｓｒｎｒｎｕｔｙＣｏｔｏｌｄＡｐｐｉａｉｎａｌｔｏｓｃ
自适应模糊控制在恒压供水系统中的应用研究 ★
田思庆１。程佳生
（．１佳木斯大学信息电子学院，黑龙江佳木斯１４０；．龙江农垦勘测设计研究院，５０７２黑黑龙江佳木斯１４０）５０２
摘要：建立了供水系统的数学模型，自适摸倒ＩＤ控制器心用于供水系统中。俯真实验炙明：懵Ｉ自适应模糊ＰＤ控制具有动态响Ｉ
率，从而控制水泵的转速，进而保持供水管道的压力恒定。用户用水量大时，管网管路压力下降变频器频率就升高，水泵转速加快；反之频率下降，水泵减速运行，从而维持恒压供水。当用水量大于

基于模糊控制的恒压供水系统的研究

156电子技术随着现代科学技术不断进步与发展，各种电气工程也十分较好发展，在这种形势下，恒压供水系统也得以较好发展，并且各种电气工程相关理论在恒业供水系统中也得以应用，模糊控制理论就是其中比较重要的一种。

作为相关研究及技术人员，应当对基于模糊控制的恒压供水系统进行研究，从而对其充分认识及把握，促使恒压供水系统在模糊控制理论支持下更好发挥其作用，进而使其该系统的更好发展，使其更符合实际应用需求。

1　恒压供水系统原理及特点1.1　恒压供水系统原理目前，我国大多数城市内的供水方式都是选择恒压供水系统，在这一系统中由于对变频调速技术进行应用，相比于传统供水方式而言，其管网水压更加恒定，自动化程度得以提升，并且能够节约电能，还能够提升运行可靠性与供水质量。

对于恒压供水系统而言，其构成主要包括变频器、PLC控制器以及压力变送器与水泵机等相关内容。

本文研究中是对某城市供水厂的传统控制系统实行改造，在原本控制系统中，其PLC控制器仅仅选择PID控制算法，一台变频器能够对三台水泵电机实行控制，以实现恒压供水。

在这一系统的实际应用过程中，利用在供水管网出口所安装的压力变送器，可对实际管网压力值进行检测，通过对系统给定压力值与实际压力值进行比较，可将压力误差获取，并且传达给PLC控制器，在进行PID控制算法处理之后，向变频器输出控制信号，而后利用变频器输出信号控制水泵。

在系统实际运行中，通过变频器的利用可使三台水泵能够平滑启动，依据实际用水量将需要在工作中运行的水泵电机台数确定，同时可使水泵电机实现启动与停止以及工频与变频之间切换。

通过对工作中所投入的水泵电机台数进行调整，并且变频器对水泵电机转速实行实时调节，能够快速跟踪及调节供水管网压力，从而实现恒压供水。

1.2　恒压供水系统特点第一，供水系统的扬程特点。

对于系统扬程特点，其需要以管道横截面不变为基础进行研究，通过扬程特性曲线，可使特定转速下水泵扬程与流量存在的关系。

基于虚拟仪器的模糊控制恒压供水系统

摘
要：本文介绍了应用虚拟仪器模糊控制方法实现全自动恒压供水。在整个控制过程中通过Ｌｂｉ８２ａｖｗ．编ｅ
程实现了供水系统的自调整，达到恒压、节能的效果，同时将压力数据绘成图表，并保存压力数据，过分析每天通
的数据图表，化控制系统，系统可以完成实时测量及动态水压信号的分析、理、监测等功能，且来优此套处在线并
不稳，且还浪费大量的能源，工厂的用电量急而使
０引
言
剧上升，节能环保已经成为了这个时代的主题。为了达到能源利用最大化，程师们针对供水系统设工计出了各种各样的控制方法，大都需要大量的设但备投入和复杂编程，而且无法实现控制方式的自优
ｓｍｅｔｍｅａｌｄｔｂｕｈｔｒｐｅｓｒｒｒｐｅｎａｅａｉｌａａａｏｔｔｅｗａｅｒｓｕｅｗｅｅｇａｈｄａｄｓｖｄ，ＳａｐｉｉｅｔｅＯｗｅｃｎｏｔｚｈｍｃｎｒｌｒｂｓｄｏｈｎｌｓｓｏｅｅｃａｔａｙｄｙｏｔｏｌａｅｎｔｅａａｙｉｆｔｓｈｒｓｄｙｂａ．Ｔｈｙｔｍａｅｌｅｔｅｒａ—ｉｅｈｅｓｓｅｃｎｒａｉｈｅｌｍｅｚｔ
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Ｍｙ０８ａ．０２
Ｎｏ．５
基于虚拟仪器的模糊控制恒压供水系统

基于模糊控制的给水管网模型系统的优化研究

基于模糊控制的给水管网模型系统的优化研究概述给水管网系统是城市基础设施中非常重要的一部分，其优化是提高供水效率、降低成本和提升服务质量的关键方面。

本文将讨论基于模糊控制的给水管网模型系统的优化研究，探索如何利用模糊控制算法提高给水管网系统的稳定性、节能性和灵活性。

第一章：引言1.1 研究背景1.2 研究目的和意义1.3 文章结构第二章：给水管网模型系统的概述2.1 给水管网系统的基本结构2.2 给水管网模型的建立2.3 给水管网系统的优化需求第三章：模糊控制理论的基础知识3.1 模糊集合理论3.2 模糊逻辑与推理3.3 模糊控制系统的基本结构第四章：基于模糊控制的给水管网模型系统的优化方法4.1 模糊控制在给水管网模型系统中的应用4.2 模糊控制器的设计与实现4.3 优化算法与策略第五章：示例与结果分析5.1 实验环境与数据采集5.2 优化算法的模拟与分析结果5.3 结果分析与讨论第六章：优化结果与技术应用6.1 优化结果的评估指标6.2 优化结果的效果与分析6.3 技术应用前景与推广第七章：总结与展望7.1 研究工作总结7.2 存在问题与改进建议7.3 研究的未来发展方向引言部分将介绍给水管网模型系统的重要性和存在的问题，以及基于模糊控制的优化研究的目的和意义。

给出本文的结构安排，为后续内容做铺垫。

在第二章中，将概述给水管网系统的基本结构和建立相关模型的方法。

还将进一步探讨给水管网系统的优化需求，如稳定性、节能性和灵活性等。

第三章将介绍模糊控制理论的基础知识，包括模糊集合理论、模糊逻辑与推理以及模糊控制系统的基本结构。

这些理论知识将为后续的基于模糊控制的优化方法提供基础。

在第四章中，将详细讨论基于模糊控制的给水管网模型系统的优化方法。

具体涉及模糊控制在给水管网模型系统中的应用、模糊控制器的设计与实现，以及优化算法与策略的选择与设计。

第五章将通过示例与结果分析来验证优化方法的有效性。

首先介绍实验环境和数据采集方法，然后对优化算法进行模拟与分析，并进行结果的详细分析与讨论。

供水系统模糊控制

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章绪论1.1 引言在目前的城市供水系统供水中，还有很多采用恒速泵供水系统，水塔高位水箱供水和气压罐供水系统等供水方式。

在这些供水方式中，由于扬水较高且电机一直高速运行，造成较大的电能消耗，目前的水费成本中，电费的比例达50%以上。

本文针对城市小区供水系统的实际情况，选用单片机模糊控制和变频器组成模糊恒压供水系统，充分利用单片机技术，模糊控制技术和交流变频技术等高新技术，不但使水压保持恒定，节电节水，而且灵活性高，占地面积小，投资省，操作方便，运行可靠，具有良好的经济和社会效益。

1.2相关技术发展现状1.2.1 变频调速技术现状20世纪是变频调速技术由诞生到发展的时代，特别是20世纪90年代以后，IGBT，IGCT（集成们极换向性晶闸管）等新型电力电子器件的发展、DSP（数字信号处理器）和ASIC（专用集成电路技术）的快速发展以及新颖控制理论和技术（如磁场定向矢量控制，直接转矩控制等）的完善，使变频调速系统在调速范围，调速精度，动态响应，功率因数，运行效率和使用方便等性能指标超过了支流调速系统，达到了取代支流调速的地步，受到各行业的欢迎，并取得显著的经济效益。

目前，变频调速技术以显著的节电效果，优良的调速性能以及广泛的实用性，而成为电器传动的发展主流方向，变频调速技术涉及电机，电力电子技术，微电子技术，信息技术与控制技术等多个领域。

变频调速系统中PWM技术的发展：PWM控制是变频调速系统的中心，任何控制算法几乎都是以各种PWM控制方式实现。

九十年代以来的产品，正弦型PWM（SPWM）调制方法已逐步为以下方式取代：快速电流跟踪PWM技术，磁链跟踪控制PWM技术，直接转矩的智能控制PWM技术，双PWM控制技术，矢量变换控制技术。

1.2.2单片机技术现状单片微型计算机简称为单片机，是在一块芯片上集成了一台微型计算机所需的CPU、存储器、输入/输出部件和时钟电路等。

恒压供水系统的模糊控制

恒压供水系统的模糊控制［摘要］依据现场操作人员的控制经验，设计一种由PLC和变频器实现的模糊恒压供水控制系统，克服了传统PID控制设计中的参数调整困难的问题，该系统取代了高位水塔和直接水泵加压供水方式，具有明显的节能效果。

［关键词］PLC；变频器；模糊控制；恒压供水1前言在目前的城市供水系统和小区高楼供水系统中还有很多采用高位水塔或直接水泵加压供水方式，在这种供水方式中由于扬水较高且电机一直高速运行造成较大的电能消耗，目前的水费成本中，电费比例达50%以上。

本文针对黑龙江东部地区某大型泵站供水系统的实际情况，采用PLC和变频器组成恒压供水系统，取代了原来的手动调节方式，实现对供水压力的自动控制。

而且在原系统基础上只用了极少的投资即完成了项目的改造，该系统可以明显节约电能并使管网水压波动较小，从而降低了设备运行的故障率和工人的劳动强度，具有良好的经济效益和社会效益。

2水泵特性分析及节能原理泵是一种平方转矩负载，其转速n与流量Q、扬程H及泵的轴功率N的关系如下式所示：式(2—1)表明，泵的流量与其转速成正比，泵的扬程与其转速的平方成正比，泵的轴功率与其转速的立方成正比。

当电动机驱动泵时，电动机的辅功率P(kW)可按式(2—2)计算：图2—1是泵的流量Q与扬程H的关系曲线。

图中，曲线①为泵在转速n1下的扬程—流量(H—Q)的特性；曲线⑤为泵在转速n 2下的扬程—流量(H—Q)的特性；曲线②为泵在转速n1下的功率—流量(P—Q)的特性；曲线③、④为管阻特性。

假设泵的标准工作点A点的效率最高，输出流量Q为100%，此时轴功率P1与Q 1、H1的乘积面积AH1OQ1成正比。

根据生产工艺要求，当流量从Q1减小到Q2时，如果采用调节阀门方法(相当于增加管网阻力)，使管阻特性从曲线③变到曲线④，系统由原来的工作点A变到新的工作点B运行。

此时，泵扬程增加，轴功率P 2与面积BH2OQ2成正比。

如果采用变频器控制方式，泵转速由n1降到n2，在满足同样流量Q2的情况下，扬程H3大幅降低，轴功率P3与面积CH3OQ3成正比。

基于模糊控制的变压变量供水系统的设计与实现的开题报告

基于模糊控制的变压变量供水系统的设计与实现的开题报告一、选题背景在城市供水系统中，变压变量供水系统广泛应用于供水管道的分支分流控制、水质调控等方面。

传统的PID控制方法只能对线性、静态系统进行控制调节，难以处理非线性、时变、模糊等系统。

因此，本文将采用模糊控制思想设计变压变量供水系统，解决传统PID控制方法的不足。

二、研究内容本文主要研究基于模糊控制的变压变量供水系统的设计与实现，主要包括以下内容：1.对变压变量供水系统进行建模和分析，确定其控制目标、控制对象和控制方式。

2.探究模糊控制理论，设计出适合于变压变量供水系统的模糊控制器，并对控制算法进行仿真和测试。

3.通过实验验证控制器的有效性和稳定性，并对其进行比较分析。

4.探讨变压变量供水系统的实际应用场景，优化控制算法，提高系统性能。

三、研究意义采用基于模糊控制的方法设计变压变量供水系统，能够处理非线性、时变、模糊等系统，提高控制的精度和稳定性，使其在实际应用中具有更好的可靠性和鲁棒性。

四、研究方法本文将采用理论分析、仿真分析、实验验证相结合的方法进行研究。

1.理论分析：对变压变量供水系统进行建模和分析，确定控制目标和控制方法。

2.仿真分析：通过MATLAB等软件对模糊控制算法进行仿真和测试，验证其有效性和可行性。

3.实验验证：根据实际供水系统的控制需求，设计合适的控制实验方案，进行控制器验证和性能测试。

五、预期成果1.在模糊控制领域中，提出基于模糊控制的变压变量供水系统设计方法，解决传统PID控制方法难以处理的问题。

2.验证基于模糊控制的方法对变压变量供水系统的控制精度和稳定性有较大提高，具有更好的可靠性和鲁棒性。

3.提高了变压变量供水系统的智能化水平，为城市供水系统的控制优化提供了参考。

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四、试验测试
在系统的调试过程中，分别进行给定信号和扰动信号的响应测试，响应图线如图３所示。由此可以看出，采用模糊控制方法的供水系统，不仅过渡过程中超调量较小，且有良好的静态特性，对随机的扰动，反映并不敏感，能够及时有效的调节，抑制扰动的影响。
如：
如果“偏差是正大，不管偏差变化是
田２模糊控制系统原理框图
多少，则偏大报警；
《电气自动化》２００２年第３期
・智能控制技术・２７
万方数据
用条件语句表示为：ｉｆ
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袁５模糊控制查询袁
如果“偏差是正中，且偏差变化是正大或正小，则阀门全关：
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图３模糊控制系统响应曲线
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其中台成关系。为Ｖ（ｒｒｍ）一Ｖ（ｍｉｎ）合成运算。
模糊控制器总的输出模糊矢量为：
１５
五、结论
（２）
Ｕ＝ＵＵＬ３模糊判决
供水系统为一个非线性时变系统，控制对象对控制作用的响应具有滞后性，对这种系统采用模糊控制是一种非常有效的控制策略，且控制方法简单。试用结果表明，本系统的控制方法完全能够满足现场的要求，达到了在扰动作用下，稳定了系统的输出，其稳态精度和响应时间等指标都达到了预期的效果。参考文献
模糊控制用于铁路供水系统中的研究
山东大学（济南２５００６１）王划一刘玫
【擅要】拳支利用模栅控制策略对铁路供水系统进行了研究，针对铁路供水的特点提出了Ｔ拄ｎ制］要求，谩评了模糊
控制系境的硬件鲒构，井讨论了棰糊控制嚣的设计。使用结果表明．谊系统县有良好的静态扣动态性能，
Ａ
【关键词】供木系统模糊控制与模拟量的隔离，它由多路模拟电子开关、仪器放大
２６・智能控制技术・
《电气自动４￡，｝２００２年第３期
万方数据
裹ｌ偏差Ｅ的隶属函数袁
三、模糊控制器的设计当用模糊控制器来代替人进行模糊控制时，模糊
控制系统的原理框图如图２所乐。ＣＰＵ经中断采样获取被控量的精确值．Ａ／Ｄ转化后将此值与给定值比较得到偏差信号Ｅ（ｅ），然后计算偏差变化Ｃ（ｅ）。模糊控制器采用常用的双输入单输出形式，系统中的偏差Ｅ（ｅ）、偏差变化ｃ（÷）作为模糊控制器的输入变量．控制器的输出ｕ（ｕ）为控制量。首先将精确的输入量偏差Ｅ（ｅ）和偏差变化Ｃ（６）变为模糊集，即进行精确量的模糊化工作，然后输人给模糊算法器，进行模糊算法设计．模糊算法器的控制量叉是一个模糊集，再经过模糊判决给出控制量Ｕ（ｕ）的精确值，去控制对象。模糊控制系统的核心部分是摸蝴控制器。设计模糊控制器应完成三部分工作：精确量的模糊化，模糊控制算法设计．模糊判决。１精确量的模糊化设偏差信号Ｅ（ｅ）的语言变量为Ｅ，偏差信号变化ｃ（ｅ）的语言变量为Ｅ。输出控制量ｕ的语言变量为ｕ，其相应模糊子集分别为Ａ卜Ｅ、Ｇ（ｉ、ｊ、ｋ＝１．２，…７）。将论域内的连续精确量离散化分为若干挡，即：ＡＩ＝｛正大（ＰＬ），正中（ＰＭ），正小（ＰＳ），零（ＮＯ），负小（ＮＳ）．负中（ＮＭ），负大（ＮＬ）｝马２｛ＰＢ，ＰＳ，ｚ０，Ｎｓ，ＮＢＩ瓯＝｛ＰＢ，ＰＭ，ＰＳ，７１３，ＮＳ，ＮＭ，ＮＢ｝并将Ｅ、Ｅ、Ｕ的论域分为下列量化等级，即：
器、采样，保持器、ＡＤ５７４Ａ／Ｄ芯片组成，转换时间约２５ｐ３，转换精度可达±０．１％。Ａ／Ｄ转换后的数字量送ＣＰＵ进行模糊控制处理，ＣＰＵ板以ＭＣＳ一５１单片机为微处理器，外部扩展６４Ｋ的ＥＰＰＲＯＭ及ＲＡＭ存储器，对ＲＡＭ具有掉电保护功能，并设置了ＷＡＴＣＨ— ＤＯＧ监测功能，以提高系统的抗干扰能力。Ｄ／Ａ为带光隔的数模转换板，将模糊控制的数字输出量转换为模拟量，通过执行机构去词节电动阀门，从而控制蓄水池的水位在规定范围内。
进水阿门
图１系统硬件蛄构框田
二、系统结构
本系统为分布式远程测控系统，分为中央控制机系统和现场控制系统两大部分，中间通过公共电话线网络进行双向数据通信。中央控制机分时汇集各现场点的数据，进行数据处理、存储、显示、打印、遥控在线修改参数等多种管理功能。各现场供水控制系统可独立完成数据采集、数据处理、显示、声光报警、远程通讯及控制蓄水池水位的任务。现场供水系统由ＳＴＤ总线工控机组成，具有严格的标准化和广泛的兼容性，易于模块化设计。其系统的硬件结构框图如图１所示。考虑到从蓄水池到工控机的距离较远，蓄水池中的液位传感器输出为电流信号，经过Ｉ／Ｖ转换板变换成标准电压信号。后进行Ａ／Ｄ转换．将模拟量转换为数字量，Ａ／Ｄ转换板设置了高速光电耦台器件．实现了总线
一、引言
供水系统是铁路建设的重要组成部分，是保证铁路运输畅通无阻的重要环节。它担负着供应火车上及车站区域的工作和生活用水的任务。目前大部分铁路局下属站点的供水系统仍为人工控制，由各站点给水站的操作人员凭经验来调节进水阀门的状态，使蓄水池水位保持在规定的范围内。由于火车运输任务繁重，乘客流动量大，随机性强，对水的需求量时大时小，人工操作不易掌握，且劳动强度大，控制精度差。针对上述情况．我们研制了以模糊控制理论为基础的实时控制系统。所谓模糊控制，就是把操作者的经验总结成若干条法则，并依照人脑的模糊推理过程确定推理法则。计算机根据现场实时采集的经处理的模糊信息，按照控制规则做出模糊决策，发出控制指令，以实现模糊控制。模糊控制方法和人工操作方法相比，无论在运行的经济性，还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势。
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设某一时刻偏差与偏差变化的模糊值为ｅ‘、ｅ＋，可根据各条规则给出模糊关系进行合成推理运算。从而得到相应的控制量模糊值：ＵＬ＝！：Ｒ＾Ｌｎ！：尺ＢＬ（Ｌ＝１，２，…，１５）
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根据似然推理原则．其模糊关系为：
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其中：ｉ，ｊ．ｋ＝１，２，…，７．Ｌ＝１，２，－”，１５，ｒ的取值范围为ｌ≤ｒ＜－Ｓ，ｒ值由各条语言规则具体情况确定，如：
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Ｉ］诸静模糊控制原理与应用北京：机械工业出版社．
１９９５
由于（２）式为一个输出量模糊矢量，而被控制对象只能接收一个确切的控制量，必须将模糊矢量清晰化，按最大隶属度进行模糊决策．即从模糊子集中取从属程度最大的那个元素‰ｗ作为执行量，即应满足～（ｕ眦）≥ｈ（ｕ）将表４中所有控制规则合成在一起，构成如表５所示的总控制表，将此表放人计算机中的ＲＡＭ中，并且编制了一个查询该控制表的子程序．在实时控制中，计算机将采样和变换得来的偏差Ｅ（ｅ）及偏差变化ｃ（ｅ）经模糊化处理后直接与表５中行、列比较，搜索出所需要的控制变量ｕ，去控制蓄水池的进水
Ｉ／Ｏ功放输出板可以实现ＳＴＤ总线与被测工业设备之间完成的电隔离，以消除公共地线和电源的干扰，它具有较强的输出驱动能力和电平转换能力，可直接驱动继电器和电磁阀等，在此接报警装置。键盘显示板带有８位ＬＥＤ显示器及２４个键盘，供人机对话及自动监控用。全双工调制解调器（ＭＯＤＥＭ板）的作用是定时或随机地与中央控制机系统通信。该系统具有以下特点：（ｔ）供水系统的模型参数不确定地发生变化，该系统是时变的。（２）供水水管支路较多及水泵的一些固有特性，使得该系统为非线性系统。（３）该系统的控制对象是蓄水池的水位，其对控制作用的响应具有滞后性，是一个大滞后环节。综上所述，该系统是一个时变的，非线性的，带大滞后环节的系统。
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