模糊PID控制方法在礦井水處理自動(dòng)投藥系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文作者首先對(duì)山西西山地區(qū)礦井水進(jìn)行了采樣、分析，明確了西山地區(qū)礦井水的水質(zhì)特征，從而確定該地區(qū)礦井水的處理方法及所選用的化學(xué)藥劑。并運(yùn)用能量和質(zhì)量守恒定律推導(dǎo)出礦井水處理化學(xué)反應(yīng)過程的數(shù)學(xué)模型。 本論文分析了PID控制和模糊控制的優(yōu)缺點(diǎn)，考慮可以把它們相互結(jié)合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，具體是采用模糊自整定PID控制。其目的是使控制器能夠根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整kp、ki、kd三個(gè)參數(shù)的模糊自整定PID控制方法。通過查閱大量有關(guān)礦井水處理和自動(dòng)控制

2、方面的文獻(xiàn)資料，提出了用模糊PID控制器實(shí)現(xiàn)礦井水處理自動(dòng)投藥的單回路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和串級(jí)回路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 使用MATLAB/SIMUINK軟件，首先針對(duì)單回路控制系統(tǒng)進(jìn)行了PID控制、參數(shù)模糊自整定PID控制的控制性能仿真研究。仿真結(jié)果表明相對(duì)于PID控制，參數(shù)模糊自整定PID控制可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)時(shí)間短、超調(diào)量顯著減小、穩(wěn)態(tài)誤差幾乎為零等非常理想的指標(biāo)。但是單回路控制系統(tǒng)只能對(duì)一個(gè)被控制量進(jìn)行控制，其控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)，只能在特定的工藝條件

3、下保證混凝劑投加量維持在最佳投藥量上。因此將沉淀后的水濁度值引入單回路控制系統(tǒng)中，形成串級(jí)控制系統(tǒng)。用MATLAB/SIMULINK軟件，進(jìn)行串級(jí)PID控制、串級(jí)模糊自整定PID控制的控制性能仿真，結(jié)果表明對(duì)于復(fù)雜的控制過程，串級(jí)模糊自整定PID可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)時(shí)間短，超調(diào)小、調(diào)節(jié)迅速，給定值抵抗一次擾動(dòng)的能力強(qiáng)，使系統(tǒng)具有優(yōu)良的控制精度和穩(wěn)定性，從而改善了整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。 設(shè)計(jì)了以MSP430 F1611單片機(jī)為控制核心，選用