游泳池水温模糊控制系统

摘 ??要 随着现代社会的不断进步和发展，人们对精神生活的需求越来越高，室内公共游泳池在各大中小城市也越来越普遍。根据国际惯例，一般室内游泳池池水温度为24℃～29℃。但池水温度会受到各种不确定因素的影响（池水水面蒸发、泳池设备和管道的排放等），为了缩短加热时间，降低加热成本，更好地提高系统稳定性，高性能的温度控制系统显得非常必要。 在自动控制理论（包括现代控制理论）中，控制器的分析与综合依赖于精确的数学模型，由于被控对象过程的非线性、参数间的强烈耦合、较大的随机干扰、过程激励错综复杂以及现场测量仪表条件的不足，或者测试仪器无法进入被测区，以致不可能建立起被控对象的数学模型，对应那些不需直接获得系统数学模型描述的系统，传统的控制方法往往难以取得令人满意的控制效果，然而这类控制对象在人的手工控制下却往往能够正常运行，达到一定的预期效果。 模糊控制在处理各种非线性系统中具有很大优势，它不需要掌握控制对象的精确数学模型的特点。本文利用西门子LOGO!可编程逻辑控制器的抗干扰能力强，可靠性高的优点，设计了一个模糊控制器。通过Matlab的模糊控制工具箱对游泳池水温的模糊控制器进行了设计。Matlab中的FUZZY工具箱包含了进行模糊分析和模糊系统设计的各种途径。它提供有生成FIS的常用函数，如newfis(生成新的FIS系统)、addvar(给FIS加变量)、addmf(加隶属度函数)、addrule(控制规则)、evalfis(完成模式推理运算)等。同时工具箱还提供了图形用户界面编辑函数，用户可以在窗口菜单中修改各种特性。本设计就是基于这种方式进行设计的。通过matlab模糊控制工具箱建立了Mamdani型双输入单输出的常用的模糊控制系统。其中选择温度的偏差及温度的变化率作为系统的两个输入变量。模糊控制器的输出为热水进水口的阀门的开度。将输入与输出之间的关系做成一查找表的形式存在LOGO!工作存储区，实现对游泳池水温的优化控制。给出了基于LOGO！的硬件接线图和程序开发流程。 关键词：LOGO！ Matlab? 模糊控制 摘?? 要?? ?2ABSTRACT?? ?3第一章 绪? 论?? ?41.1 课题背景?? ?41.2 模糊控制研究方向展望?? ?51.3 本文的工作?? ?5第二章? 模糊控制算法及其应用?? ?62.1 模糊控制的发展?? ?62.2 模糊控制的基本原理?? ?62.2.1 模糊控制的数学基础?? ?62.2.2 模糊控制的理论基础?? ?112.3 模糊控制理论的改进?? ?122.3.1 模糊控制与神经网络的融合?? ?122.3.2 模糊控制与遗传算法的融合?? ?132.3.3 专家模糊控制?? ?132.3.4 模糊系统建模及参数辨识?? ?132.3.4 模糊控制系统的基本原理?? ?13第三章 基于Mamdani型水温模糊控制器的设计?? ?153.1? Mamdani型模糊控制器的基本组成?? ?153.2? 基于matlab模糊控制箱实现模糊控制?? ?15第四章? 水池温度模糊控制系统设计?? ?214.1? 硬件系统设计?? ?214.1.1 西门子LOGO!可编程逻辑控制器的介绍?? ?214.1.2 基于LOGO!的水温控制系统?? ?214.2 系统软件设计?? ?234.2.1? LOGO！Soft Comfort软件介绍?? ?234.2.2? 控制系统软件实现?? ?24第五章 总 结?? ?25参考文献?? ?26致??? 谢?? ?27?