智能控制及应用课程设计报告

北 京 科 技 大 学

University of Science & Technology Beijing

《智能控制及其应用》课程设计报告

题目： 基于模糊PID技术的磁

悬浮控制系统设计研究

专业： 智能科学与技术 姓名： 臧宝龙 学号： 40850238 班级： 智能08 组别： 第三小组

北京科技大学自动化学院

2011年6月12日

《智能控制及其应用》课程设计报告

目 录

引 言 .......................... 1

1磁悬浮系统介绍 ................................................................................................................... 2

1.1系统组成 .................................................................................................................... 2 1.2系统简介 .................................................................................................................... 2 1.3磁悬浮系统的特性 .................................................................................................... 3 1.4控制器的设计 ............................................................................................................ 4 2数字PID控制的磁悬浮实验 ............................................................................................. 4

2.1原理及内容 ................................................................................................................ 4 2.2结果及现象 ................................................................................................................ 5 3模糊PID控制的磁悬浮实验 ............................................................................................. 9

3.1原理及内容 ................................................................................................................ 9

3.1.1原理 ................................................................................................................ 9 3.1.1.1模糊PID控制器 .................................................................................... 10 3.1.1.2模糊PID控制器的结构 ........................................................................ 11 3.1.1.3模糊PID的实现 .................................................................................... 11 3.1.2 内容 ............................................................................................................. 15 3.2 结果及现象 ............................................................................................................. 16 结论 ......................................................................................................................................... 18

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《智能控制及其应用》课程设计报告

引 言

《智能控制及其应用》这门课程是一门知识综合性很强的课程，在学习完本课程的相关智能控制理论知识后，很有必要将所学知识融入实际的应用，以加深学生对本课程相关知识的理解和认识。通过本次磁悬浮控制系统的实验，加深对PID控制以及模糊PID控制的理解和认识，从实验中感觉PID控制的三个参数对控制过程的影响，为在智能控制方面的进一步学习和研究奠定相当好的基础。

实验之前，阅读磁悬浮实验装置安装使用说明，了解磁悬浮实验装置，熟悉实验装置的原理，初步对可能造成误差的来源进行了解。

试验中，利用试凑法得到正确的PID参数，并设计一个模糊控制算法使计算机能自动得到PID的三个参数。

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《智能控制及其应用》课程设计报告

1磁悬浮系统介绍

1.1系统组成

磁悬浮实验装置主要由LED光源、电磁铁、光电位置传感器、电源、放大及补偿装置、数据采集卡和控制对象（钢球）等元件组成。它是一个典型的吸浮式悬浮系统，系

统组成框图见下图。

图 1 系统组成结构图

1.2系统简介

磁悬浮球控制系统是研究磁悬浮技术的平台，它是一个典型的吸浮式悬浮系统。系统结构图如下图。

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