基于智能PID算法的液位前馈反馈控制系统

朱山川

（合肥工业大学电气与自动化工程学院 安徽 合肥 230009)(滁州职业技术学院 安徽 滁州 239000）

引言：对于实际的液位控制系统，由于摩擦和系统老化的原因，调节阀的控制量与流量之间并不是完全线性的关系，它们之间的关系实际存在着一定的非线性。具体体现在：计算机通过算法得到的调节阀控制量与调节阀的实际开度并不是一一对应的，而是存在着一定的控制“死区”，即在这样的“死区”内，即使调节阀的控制量发生改变，调节阀的开度也不会变化；而且在控制过程中，控制量有时会频繁变化，从而造成调节阀的频繁动作，这会加速调节阀的磨损，甚至会造成系统的不稳定[1][2]。本文根据模糊控制的思想和大量的实验数据，将调节阀的控制量进行模糊“分档”，使调节阀实际的控制量变成一组离散的数值，有效避开了控制“死区”，阻止了调节阀的频繁动作。在控制过程中，流量的扰动对于液位控制系统是一个主要的干扰，针对这一干扰，本文设计了一个专用前馈控制器，用它对流量造成的扰动进行补偿。实验表明：本文提出的方法解决了传统PID在控制液位系统时存在的一些问题，并且获得了较为理想的控制效果。

一、前馈反馈控制

前馈控制作为一种以不变性原理为理论基础的控制方法，它的特点是开环控制，它的控制效果不能通过反馈来加以检验。而反馈控制的特点是一种闭环控制，它的控制效果要通过反馈来加以检验，从而尽可能地减小误差。……