常规控制器参数整定第章参数自整定模糊控制器设计模糊控制器的结构控制器设计模糊规则表的建立模糊推理结构的编辑模糊自整定控制器的仿真模型仿真结果附录结论参考文献河南大学本科毕业生学士学位论文第页第章绪论课题背景中药提取是将药物有效成分从药材中转移到溶剂的过程，是中药生产过程中重要的单元操作之。传统的提取工艺对中药浸液进行煎煮，提取率低有效成分破坏严重能耗较高，目前，中药行业出现了些新工艺如中药动态提取超临界流体萃取半仿生为，合成为，去模糊为重心平均法。这样就建立了个文件，文件名设为。的隶属度函数曲线，如图所示开题报告Ⅰ利用模糊自适应控制实现中药提取温度控制毕业论文设计创作开题报告由学生本人认真填写学号姓名导师姓名职称课题题目利用模糊自适应控制实现中药提取温度控制课题来源导师指定自定其他来源课题的目的意义以及和本课题有关的国内外现状分析目的利用模糊控制实现对中药提取中温度的控制。意义通过对常规控制和模糊自适应控制的对比，表明模糊自适应控制具有更好的控制效果。现状现在在温度控制方面大多还采用常规控制技术与人工经验相结合，很难实现对温度的精确控制，因而提取效率低，并且原料和能源消耗较大。开题报告Ⅰ研究目标研究内容和准备解决的问题目标通过设计个模糊自适应控制系统，实现对温度的精确控制。内容通过分析中药提取中温度控制的难点和要求，确定模糊控制器的结构，制定模糊控制规则和推理算法，并且进行仿真，以达到对温度的更好的控制。准备解决的问题如何确定模糊控制器的结构，如何正确制定模糊控制规则，如何利用对系统进行仿真。开题报告Ⅱ拟采取的方法技术或设计开发工具通过用常规控制和模糊自适应控制方法来实现对温度的控制。预期成果毕业设计成果通过环境实现对温度控制的仿真毕业论文进度计划查找资料搜集相关素材完成需求分析完成概要设计完成详细设计完成编码完成软件测试整理资料撰写毕业论文根据导师要求，完善毕业设计和论文指导教师对选题报告的意见指导教师签名年月日任务书河南大学届毕业论文设计创作任务书题目名称基于模糊自适应的中药提取温度控制学院计算机与信息工程学院学生姓名史永乐所学专业自动化学号毕业论文设计创作要求可行性分析完成系统的技术可行性分析系统设计对系统中用到的关键技术进行初步设计程序开发与调综述调查研究查阅整理资料学习态度与规范要求数据处理文字表达论文设计创作质量和创新意识合计得分评阅教师签名年月日此表由教师填写综合成绩表二河南大学届毕业论文设计创作综合成绩表二学号姓名史永乐所在学院计算机与信息工程学院答辩委员会评语及评分答辩委员会评语年月日评分项目分值论文答辩小组评分答辩情况论文质量合计内容表达情况答辩问题情况规范要求与文字表达论文设计创作质量和创新意识得分答辩委员会主任签字年月日毕业论文设计创作成绩综合评定分综合评定等级河南大学本科生毕业论文设计创作承诺书论文题目利用模糊自适应控制实现中药提取温度控制姓名史永乐所学专业自动化学号完成时间年月日指导教师姓名职称赵建军教授承诺内容本毕业论文设计创作是学生史永乐在导师赵建军的指导下独立完成的，没有抄袭剽窃他人成果，没有请人代做，若在毕业论文设计创作的各种检查评比中被发现有以上行为，愿按学校有关规定接受处理，并承担相应的法律责任。学校有权保留并向上级有关部门送交本毕业论文设计创作的复印件和磁盘。备注学生签名指导教师签名年月日年月日河南大学本科毕业生学士学位论文第页摘要以制药厂中药提取系统为研究对象，分析并建立简化的控制模型。针对提取工段温度控制非线性时变性纯滞后的特点，设计常规控制器以及自适应模糊控制器，并且分别对它们进行了仿真。仿真结果表明采常规控制存在定的超调量，经过段时间的调整能达到稳态值，基本能达到控制要求，在相同条件下，参数自整定模糊控制几乎无超调量上升时间和调节时间短，具有较好的鲁棒稳定性，较常规具有非常好的性能。关键词中药提取模糊自适应控制参数整定温度控制河南大学本科毕业生学士学位论文第页，试具体进行项目的开发撰写论文完成论文撰写毕业论文设计创作进度安排查找资料搜集相关素材完成需求分析完成概要设计完成详细设计完成编码完成软件测试整理资料撰写毕业论文根据导师要求，完善毕业设计和论文三需收集的资料和指导性参考文献陈建龙王焕魁中药提取过程中亟待解决的工程技术问题张素萍中药制药工艺与设备曹光明中药制药工程学程跃程文明郑严基于自适应模糊的中药提取温度控制姜文佳姜永健姜广田模糊控制算法改进及在温控系统中的应用赵永娟孙华东基于的模糊控制其的设计及仿真白金韩俊伟基于环境下的参数整定刘金琨先进控制仿真李敏远都延丽智能自整定在药剂温度控制系统中的应用李国勇谢克明杨丽娟计算机仿真技术与基于的控制系统第二版指导教师签名年月日中期检查表河南大学届毕业设计论文创作中期检查表题目名称基于模糊自适应的中药提取温度控制学院计算机与信息工程学院学生姓名史永乐所学专业自动化学号毕业论文设计创作进展情况目前，大致框架已基本完成。但是还有部分没有实现，有待进步的学习和完善。在这个阶段中已经完成的模块有控制器及模糊控制器的结构模糊控制规则以及模糊推理算法。二毕业论文设计创作存在问题及解决方案存在的问题解决方案三指导教师对学生毕业论文设计创作进展方面的评语指导教师签名年月日综合成绩表河南大学届毕业论文设计创作综合成绩表学院名称计算机与信息工程学院学号姓名史永乐专业自动化指导教师赵建军教授综合得分论文题目利用模糊自适应控制实现中药提取温度控制指导教师评语及得分指导教师评语评分项目分值指导教师对毕业论文设计创作评分撰写开题报告文献综述调查研究查阅整理资料学习态度与规范要求数据处理文字表达论文设计创作质量和创新意识合计得分指导教师签名年月日评阅教师评语及评分评阅教师评语评分项目分值评阅毕业论文设计创作评分撰写开题报告文献。按表的经验公式计算出衰减振荡时控制器的参数值并设置于控制器上，再做设定值扰动试验，观察过渡过程曲线。如果曲线不满足控制要求，再对参数值进行调整。表临界比例度法参数计算表参数范围控制系统河南大学本科毕业生学士学位论文第页已知输入的阶跃信号初始值为，终值为，以及系统的近似传递函数，利用上述方法，经过多次试验，出现等幅震荡时，为则为即，。系统出现等幅振荡如图所示，比例增益的值如图所示图系统等幅振荡曲线图比例增益由此根据表可以计算出，，。从而计算出，，。。将各个参数分别输入对应的模块中，设置仿真时间为，然后进行仿真，仿真得到的系统响应如图河南大学本科毕业生学士学位论文第页图系统响应曲线由仿真曲线可以看出常规控制系统响应有比较大的超调量，而且系统达到稳态所需要的时间比较长，需要对进行调整。经过多次调整的参数，并进行仿真，找到到组仿真效果较好的参数仿真得到的系统响应曲线如图图参数调整后的系统响应曲线通过对比两个系统响应曲线图可以看出，经过参数调节后的系统超调量明显减小，调节时间明显缩短。河南大学本科毕业生学士学位论文第页第章参数自整定模糊控制器设计模糊控制器的结构参数自整定的模糊控制系统结构主要由参数可调节和模糊控制系统两部分组成，模糊自整定控制系统框图，如图所示。图模糊控制器结构控制器实现对系统的控制，模糊推理系统以误差和偏差度变化作为输入，根据建立的模糊规则库进行模糊推理，结果通过解模糊器得到的修正值进行参数整定。系统在运行中通过不断检测和，对个参数进行在线修改，再作用于蒸汽阀门，实际控制效果反馈于系统不断进行调节。模糊控制是在控制的基础上实现对自适应的调整。控制算法采用增量式描述为模糊推理结构的编辑定义语言变量定义两个输入和三个输出变量，两个输入变量即误差误差变化率三个输出变量即的三个参数。定义各语言变量的论域和语言值河南大学本科毕业生学士学位论文第页现将的论域均设为，它们分别通过各自的量化因子转换到模糊控制器的基本论域。量化因子的计算公式为其中为变量的实际变化范围。根据控制要求和经验，设定温度偏差的实际论域为温差变化率的实际论域为的基本论域为的基本论域为的基本论域为，。根据量化因子的计算公式可求出各变量的量化因子分别为其中的比例因子应为。将所有变量的语言值设为正大，正中，正小，零，负小，负中，负大即。定义各变量语言值的隶属度函数由于系统在响应的初始阶段和均较大，所以采用变化平缓的高斯隶属度函数，达到提高系统的鲁棒性的效果，而在误差低的区域采用分辨率较高的三角形隶属度函数，达到提高系统的灵敏度的效果。高斯隶属度函数的表达式为其中，为参数，代表的中心，代表的宽度。在此，为，为在命令窗口中运行函数进入模糊逻辑编辑器，建立个新的文件，选择控制器类型为型，然后添加个输入和两个输出，总共是两个输入，三个输出即。然后根据前面的分析，分别输入的隶属函数和量化区间，得到隶属函数图形。打开控制规则编辑窗口按照前面的模糊控制规则表输入控制规则，输入形式为„„，与方式为，或方式为，推理其中由以下各项决定，，，式中为模糊推理的结果，即参数的校正河南大学本科毕业生学士学位论文第页值为参数的初值。控制器设计模糊控制设计的核心是总结工程设计人员的技术知识和实际操作经验，建立合适的模糊规则表，并组建个推理结构，实现模糊规则。模糊规则表的建立根据参数对系统输出特性的影响，系统在控制过程中对不同的偏差和偏差变化率，参数的自整定原则是偏差较大时，为加快系统的向以速度，并防止因开始时偏差的瞬间变大可能引起的微分过饱和而使控制作用超出允许范围，应取较大的和较小的。为防止积分饱和系统响应出现较大的超调量，的值要小。偏差及其变化率为中等大小时，为使系统的超调量减小