基于PID参数自整定的远程恒压供水系统的研制

论文摘要

随着远程通讯技术、交流电机变频调速、单片机等技术的不断发展完善,PID控制理论的不断发展,供水行业的控制水平产生了革命性的飞跃。PID控制器因其优越性,在工业控制中有广泛的应用。伴随着计算机技术的发展,数字PID控制技术也得到了长足的进步。与此同时,多种先进控制算法也与PID控制理论结合,其中与模糊控制理论的结合是典型代表。针对恒压供水系统的硬件特点,本设计最终选定模糊控制理论、遗传算法与传统的PID相结合,并应用于恒压供水系统。该系统是先进PID控制理论、远程通信技术、计算机网络技术和单片机技术在控制系统中的具体的应用。论文集系统硬件各部分设计,上位机和单片机的软件设计、调试于一体,详尽地论述了各环节设计原理、设计过程,结合MATLAB仿真手段,提出了一些新的设计思路,并且做出相应的系统,进行现场实验分析。基于PID参数自整定的远程恒压供水系统对照常规PID控制系统,动态性能有所改观,抗干扰能力加强,解决很多实际问题,相信它将是现代供水系统的发展方向,并将推广到其它对恒压供水更高要求的领域。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 恒压供水系统的研究背景及意义
• 1.2 恒压供水系统的国内外研究现状
• 1.3 课题的创新意义
• 1.4 本课题主要研究内容
• 第2章 数字PID 控制器的设计原理和方法
• 2.1 数字PID 控制器设计原理和算法实现
• 2.2 PID 控制器各环节的作用及优点
• 2.3 本章小结
• 第3章 PID 参数自整定基本理论及参数优化
• 3.1 PID 参数自整定理论概述
• 3.2 PID 参数自整定控制器设计原理
• 3.3 模糊参数自整定理论及应用
• 3.3.1 模糊控制理论简介
• 3.3.2 模糊控制器的基本结构
• 3.3.3 模糊PID 参数自整定及应用
• 3.4 基于遗传算法的PID 参数优化
• 3.4.1 遗传算法概述
• 3.4.2 遗传算法的操作
• 3.4.3 基于遗传算法的参数优化
• 3.5 本章小结
• 第4章 系统硬件设计
• 4.1 51 单片机介绍
• 4.1.1 51 单片机的发展
• 4.1.2 C8051 单片机的技术特点
• 4.2 变频器的发展现状
• 4.3 系统电源设计
• 4.4 按键设计
• 4.5 显示电路设计
• 4.6 系统通信部分设计
• 4.7 系统控制电路设计
• 4.8 主回路及接触器控制回路设计
• 4.8.1 主回路设计
• 4.8.2 接触器控制回路设计
• 4.9 本章小结
• 第5章 系统软件设计
• 5.1 上位机界面的开发
• 5.2 串行通讯的实现
• 5.3 控制器程序设计
• 5.4 软件抗干扰技术及其应用
• 5.5 控制器程序调试
• 5.6 本章小结
• 第6章 恒压供水系统实验研究
• 6.1 MATLAB 模糊控制工具箱简介
• 6.2 MATLAB 仿真实现及结果分析
• 6.3 现场试验及结果分析
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文及所取得的研究成果
• 致谢
• 附录：恒压供水系统程序
• 详细摘要