辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）
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Kp的隶属度函数图形如下：
图4.10 Kp的隶属度函数
Ki的隶属度函数图形如下：
图4.11 Ki的隶属度函数
Kd的隶属度函数图形如下：
图4.12 Kd的隶属度函数
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（3）模糊控制规则
根据PID参数整定原则及运行经验，可列出输出变量Kp、Ki、Kd的控制规则表。
参数Kp的整定规则：
表4.2 参数Kp的整定
E EC B M S Z
B VB VB VB
M B B B
B VB VB B
B VB B S
B
M
S
Z
参数Ki的整定规则：
表4.3 参数Ki的整定
E EC B M S Z
S S S S
M M S S
B VB VB VB
VB VB VB VB
B
M
S
Z
参数Kd的整定规则：
表4.4 参数Kd的整定
E EC B M S Z
S M M VB
S M M VB
S M M VB
S M M VB
B
M
S
Z
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4.3 仿真结果与分析
采用了Matlab的Simulink工具箱和Fuzzy工具箱进行了系统仿真，其中系统的传递函数为:
G(s)?120?30s?1??140s?1?
其中Simulink的仿真计算图如下：
图4.13常规PID与模糊PID系统框图
图4.14给出了该控制器作用下系统的单位阶跃响应曲线。图中实线表示模糊PID控制器作用下的仿真结果；虚线代表PID单独作用下的仿真结构。
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图4.14模糊PID控制单位阶跃响应曲线
从仿真曲线和性能指标可以看出，与常规的PID控制相比，模糊PID控制器能使系统响应的超调减小，反应时间加快。模糊PID控制具有更佳的控制效果。
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结 论
水箱液位控制系统是模拟现代工业生产过程中对液位等参数进行测量、控制，观察其变化特性，研究过程控制规律的实验装置，具有过程控制动态过程的一般特性：大惯性、大时滞、非线性，难以对其进行精确描述，这些特性和工业控制过程十分类似，因而成为研究控制理论的理想实验平台。
本文所做的主要工作概括如下：
（1）介绍了液位控制系统，PID控制器，模糊控制的背景及发展过程。 （2）对液位控制系统进行讲解，并通过其原理及构成的了解进一步推出双容水箱液位控制系统的数学模型。
（3）对双容水箱液位控制系统PID控制，模糊PID控制进行介绍及仿真 由于个人水平有限，本文主要对模糊PID控制算法做了简单的研究工作。其中模糊控制器的设计主要是基于本人的经验和偏好，另外，由于模糊规则过多会严重影响仿真的速度，为保证对液位状态的实时监控，只选用了一定数量的模糊规则，这就使得模糊规则有一定的跳跃性。本文在研究模糊PID控制算法时只选取了双容水箱作为控制对象，具有一定的局限性，与实际工业控制系统的各种复杂情况存在着一段距离。今后可以对高阶对象、非线性及引入复杂干扰等情况做进一步的研究。
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