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基于模糊-PID控制的链梯降速控制研究

作　者: 张春艳
导　师: 张荣标
学　校: 江苏大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 循环链梯高层建筑同步发电机模糊PID 速度控制器
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 264次
引　用: 7次
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内容摘要

随着国内外火灾事件的频频发生，人们对高层建筑居住的安全问题越来越关心，为此提出一种高层建筑遇险无动力循环链梯逃生装置，能够成功地解决高层建筑遇险时人们的逃生问题。然而链梯的速度控制是该装置的关键，因此本文旨在设计一种智能控制器来控制链梯的下降速度，使链梯能够匀速下降。在课题的研究过程中，首次提出了基于永磁同步发电机(PMSG)的循环链梯降速控制方法，并建立了控制系统的基本模型，在PID控制和模糊控制相关知识的基础上，为循环链梯系统设计了模糊PID 速度控制器，利用MATLAB进行仿真，并与传统PID控制进行比较。仿真结臬表明，模糊PID控制不完全依赖于系统模型，在响应速度、稳态精度及抗干扰能力等方面均优于传统PID控制，且具有较好的鲁棒性，同时为复杂系统或建模困难的系统提供一种行之有效的方法。本控制系统采用AT89C52单片机为控制核心，使用C51高级语言编程，实现了链梯下降过程的智能化控制。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-16
  1.1 课题的来源及背景  9
  1.2 国内外发展及现状  9-13
    1.2.1 逃生装备的国内外发展及现状  9-10
    1.2.2 模糊PID控制的国内外发展及现状  10-13
  1.3 本课题研究的目的和意义  13
  1.4 本课题的主要工作  13-14
  1.5 论文的组织结构  14-16
第二章链梯降速控制系统的模型  16-21
  2.1 链梯降速控制系统原理  16
  2.2 控制系统的简化模型  16-21
第三章控制方案的选择  21-37
  3.1 PID控制技术  21-25
    3.1.1 PID控制的基本原理  21-22
    3.1.2 数字PID控制算法  22-24
    3.1.3 传统PID控制的局限性及解决办法  24-25
  3.2 模糊控制技术  25-33
    3.2.1 模糊控制系统基本工作原理  25-27
    3.2.2 模糊控制器的设计方法  27-32
      3.2.2.1.模糊控制器结构的选择  27-28
      3.2.2.2.精确量的模糊化  28-29
      3.2.2.3.模糊规则形成和推理  29-30
      3.2.2.4 输出量的解模糊  30-31
      3.2.2.5 比例因子  31-32
    3.2.3 模糊控制算法的实现  32-33
    3.2.4 模糊控制的局限性及改善方法  33
  3.3 模糊PID控制技术  33-35
    3.3.1 模糊PID控制原理  33-35
    3.3.2 模糊PID控制器的设计步骤  35
  3.4 链梯降速采用模糊PID控制的可行性  35-37
第四章链梯降速模糊PID控制器的设计与仿真  37-57
  4.1 链梯降速模糊PID控制器的设计  37-46
    4.1.1 确定模糊控制器的结构和隶属度函数  37-39
    4.1.2 PID参数模糊调整规则  39-42
    4.1.3 模糊合成推理算法及调整决策矩阵  42-46
  4.2 仿真和分析  46-54
    4.2.1 仿真软件介绍  46-47
    4.2.2 系统模型建立与仿真  47-54
      4.2.2.1 常规PID控制仿真  47-49
      4.2.2.2 模糊PID控制仿真  49-51
      4.2.2.3 链梯降速过程中存在干扰时的仿真结果  51-54
    4.2.3 仿真结果分析  54
  4.3 模糊PID控制在链梯降速控制中的性能评估  54-56
  4.4 结论  56-57
第五章链梯降速控制系统实现  57-68
  5.1 链梯降速控制系统主要硬件电路设计  57-63
    5.1.1 单片机的选择及性能介绍  57-58
    5.1.2 发电机转速测量  58-60
    5.1.3 驱动执行电路  60-62
    5.1.4 看门狗硬件电路  62-63
  5.2 链梯降速控制系统主要软件设计  63-65
    5.2.1 主程序  63
    5.2.2 测速子程序  63-65
    5.2.3 模糊PID控制程序  65
  5.3 系统的抗干扰措施  65-68
    5.3.1 干扰对系统的影响  66
    5.3.2 硬件方面的抗干扰措施  66
    5.3.3 软件方面的抗干扰措施  66-68
第六章总结与展望  68-70
  6.1 研究工作总结  68
  6.2 研究工作展望  68-70
参考文献  70-74
致谢  74-75
攻读硕士学位期间发表的论文  75

基于模糊-PID控制的链梯降速控制研究

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