液位是过程控制中的一个重要参数,它对生产的影响不容忽视。水箱液位控制是液位控制中的一个主要问题,它在工业过程中普遍存在,具有代表性而非常典型、实用。在液位控制中经常会碰到大滞后、时变、非线性的复杂系统。对于这样的复杂系统,常规PID控制难以较好适应系统参数与工作条件的变化,液位时常有较大波动,得不到理想效果,而采用模糊控制却可以克服这一点。模糊控制是无需获取被控对象的精确数学模型,它采用语言变量来描述系统特征,并依据系统的动态信息和模糊控制规则进行推理以获得合适的控制量,具有对参数变化不敏感和鲁棒性强等特点,但控制精度不太理想。如何将模糊控制与PID控制相结合而设计出合适的模糊PID控制器,从而明显改善液位控制过程的性能指标,是本文研究的主要内容。首先,以双容水箱作为被控对象,水箱的液位为被控制量,选择了电磁阀门作为执行机构,构建了液位单回路控制系统、液位串级控制系统。对被控对象的数学模型进行分析,并采用实验建模法求取模型的传递函数。其次,根据被控对象数学模型和被控过程特性设计液位串级控制系统,采用动态仿真技术分别对单回路控制系统、串级控制系统的性能指标进行分析以及设计常规PID控制器。最后,为了提高系统的动态响应性能,设计模糊PID控制器,主要包括量化因子的选择、输入输出论域的确定、隶属度函数形式的选取、控制规则表一直到决策表等内容。最终所得出的PID参数查询表,为系统实施模糊PID控制提供了非常方便的决策依据。