铁路客车空调车厢内温度控制系统仿真正文毕业论文.doc

毕业设计（论文）题 目铁路客车空调车厢内温度控制系统仿真铁路客车空调车厢内温度控制系统仿真摘 要PID控制，其结构简单,成本低，稳定性好,工作可靠,调整方便，在工业控制中被广泛应用，但是对于对象延迟比较大，工况不稳定的场合，常规PID控制虽然能消除稳态误差，但是会出现超调量大，过渡过程时间长的问题，不能满足实时控制的要求，对于这种情况，采用模糊控制能达到更好的效果，采用参数模糊自整定PID控制器，实时的根据工况的变化对PID的三个参数进行整定，能够实现更好的控制，解决超调量大，过渡过程时间长的问题。 以铁路空调客车为研究对象，采用常规PID控制和参数模糊自整定PID控制两种方案对车厢内温度进行控制。利用MATLAB中的SIMULINK工具箱建立控制系统的仿真模型，然后做出仿真曲线，把常规PID和参数模糊自整定PID的结果进行比较，得出模糊控制在延迟较大，工况变化较大的情况下的优势。关键词：PID控制 模糊控制 温度控制 SIMULINK 控制仿真。 Simulation of Temperature control System in Air-conditioned compartment of Railway passenger carABSTRACT PID control was widely used in the industry control,because of having a simple structure,low cost ,good stability,reliable operation and easy adjustment.but for objects have large transitional time and condition is instablity of the occasions,the general PID Control can eliminate steady-state error,but it will appear large oscillation and need long time to stablity, in this case,the fuzzy control can achieve better results,using Fuzzy Parameter self-regulation PID control,which can accord to the change of conditions adjusting the three parameters of PID control ,the most important thing is online and in time,can achieve better control to solve large oscillation and long transitonal time problem. Taking the air-conditioned passenger compartment as subject investigated，both PID and Fuzzy control methods are used to control the temperature in the chamber. Using SIMULINK toolbox established the control system simulation model of MATLAB,and make the simulation curves,comparing the general PID and Fuzzy control ,proving the Fuzzy control having a good advantage in prolong the transitional time and condition is instablity of the occasions.Keywords:PID;control,Fuzzy;control;Temperaturecontrol;SIMULINK;control;simulation. 目 录摘 要IABSTRACT II第一章 绪 论11.1铁路的发展及常规车厢温度控制存系统在的缺点11.1.1 铁路的发展史11.1.2 常规车厢温度控制系统存在的缺点21.2 PID控制和模糊控制简介21.2.1 PID简介和原理21.2.2 模糊控制简介及基本原理21.2.3 模糊控制的优缺点4第二章 空调车厢内温度控制系统的设计52.1 车厢内温度控制传递函数52.2 控制器的设计52.2.1 常规PID控制系统的建立52.2.2 模糊PID控制器的设计8第三章 MATLAB仿真结果的分析处理173.1 PID 仿真结果分析173.1.1 PID控制系统框图173.1.2 PID算法的MATLAB仿真图173.2 模糊控制仿真结果分析173.2.1 模糊控制系统框图183.2.2 模糊控制算法的MATLAB仿真图19第四章 结论分析21参 考 文 献22致 谢. .23 第一章 绪 论由于科技的迅速发展，带动了铁路的迅速发展，从19世纪30年代，用机动车牵引列车在轨道上行驶到现在的豪华空调列车，同时科技的发展，使人们对生活水平和质量的要求也明显提高，自然，在空调列车中，人们对车厢内温度的舒适感要求明显增加，传统的PID控制器已经无法控制速度和精度的要求，从而提出模糊控制的方法，使控制有更好的效果。1.1铁路的发展及常规车厢温度控制存系统在的缺点1.1.1 铁路的发展史1825年，用机动车牵引车列在轨道上行驶于城市之间以输送货物或旅客的运输方式在英国出现，这就是铁路史的开始。1825年以前，也曾有过马拉车在轨道上行驶或把蒸汽机装在车辆上以驱动车辆在道路上行驶，但是这些都并非铁路运输方式。世界铁路的发展，百余年来，铁路技术已有很大发展，大致可以分为开创时期、发展时期、成熟时期和新发展时期。开创时期 一般认为18251850年为铁路发展的开创时期。这个时期正值产业革命后期，钢铁工业、机器制造业等已达到一定水平，同时工业发展又有原材料和产品的输送问题需要解决。这样，促使铁路迅速地兴起。发展时期 一般认为18501900年为铁路的发展时期。这个时期内有60多个国家和地区建成铁路并开始营业。这个时期在铁路建筑技术和铁路机车制造技术方面也获得了新的发展，如铁路隧道开凿技术方面，18721881年建成的圣哥达隧道，长15公里，首次采用上导坑先拱后墙法施工；在铁路机车制造方面，蒸汽机车的性能日趋完善，同时电力机车和内燃机车先后于1879年和1892年研制成功。 成熟时期 一般认为19001950年是铁路发展的成熟时期。这个时期内，开始采用内燃机车和电力机车来代替落后的蒸汽机车。但由于铁路运输难以同公路运输的方便和航空运输的快速相竞争，逐渐出现萧条景象，如美国在19201950年拆除9万多公里铁路。 新发展时期 一般认为1950年至今为铁路的新发展时期。这个时期原来是殖民地的国家纷纷独立，取得了修建铁路的自主权。铁路的技术改造也获得重大进展，如美、英、法、日本和苏联等国的铁路，牵引动力几乎全部采用内燃机车和电力机车，这些新型机车的优点是能源省、污染少。1.1.2 常规车厢温度控制系统存在的缺点随着铁路旅客列车向高速化，舒适化发展，空调车内的温度环境越来越受到人们的关注，与普通空调系统相比，旅客列车空调系统有其特殊性：列车昼夜行驶在野外，室外环境变化大，车内人员密度打，乘客变化大，车门启闭次数多，目前，我国铁路列车空调系统通过控制机组的开停对机组进行安全保护和车厢内的温度进行控制。这种控制方法存在的问题是：阶梯式调节使车厢内温度梯度波动大，使旅客有忽冷忽热的感觉，消耗能源高，空调列车的维修量大，列车空调系统均采用继电器逻辑控制，大量的机械触电在使用中经常发生粘连，烧毁，抖动及误动作等情况，从而引发空调系统的故障。1.2 PID控制和模糊控制简介1.2.1 PID简介和原理1932年出生在瑞典后来移民美国的奈奎斯特（H Nyquist）发表了论文，采用图形的方法来判断系统的稳定性。在其基础上伯德（H W Bode）等人建立了一套在频域范围设计反馈放大器的方法。这套方法，后来也用于自动控制系统的分析与设计。与此同时，反馈控制原理开始应用于工业过程中。1936年英国的考伦德（A Callender）和斯蒂文森（A Stevenson）等人给出了 PID控制器的方法。PID控制是在控制技术中占有非常重要地位的控制方法。在过程控制中，按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器（亦称PID调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象“一阶滞后纯滞后”与“二阶滞后纯滞后”的控制对象，PID控制器是一种最优控制。PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活（PI、PD、PID.）。通常有三种比较简单的PID控制算法，分别是：位置式算法，增量式算法，微分先行。 这三种PID算法虽然简单，但各有特点，基本上能满足一般控制的大多数要求。1.2.2 模糊控制简介及基本原理(1) 模糊控制简介模糊控制（Fuzzy ControlFC）又称为模糊逻辑语言变量控制，简称为模糊控制或称为模糊逻辑控制（FLC）模糊控制是以模糊集合论，模糊语言变量以及模糊逻辑推理为基础的一种计算机控制方法，从控制器的智能性来看，模糊控制属于智能控制的范畴，智能控制是人工智能，控制理论和管理学相结合的产物。他主要用来解决那些传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。具体地说，其研究对象具备一些智能控制对象的特点：模型不确定性，非线性和复杂的任务要求等。(2)模糊控制系统基本原理 图1-1 模糊控制基本原理框图模糊控制的基本原理如图1-1。他的核心部分是模糊控制器，如图1-1中虚线框内所示，他主要包括输入的模糊化，模糊推理和逆模糊化（或称取模糊化）三部分。模糊控制器的实现可由模糊控制通用芯片实现或由计算机，微处理机或单片机的程序来实现。基本原理如下：(1)求系统给定值与反馈至的误差e。.(2)计算误差变化率(即)。 (3)输入的模糊化。由前边得到的误差级误差的变化率都是精确值，那么必须将其编程模糊语言值E和EC，这个过程称为模糊化，然后再把语言值化为某适当论语上的模糊子集（如“大”，“小”，“冷”，“热”）。(4)控制规则。他是模糊控制器的核心，是专家的知识或是现场操作人员的经验的一种体现，即控制中所需的策略，控制规则肯呢个有很多条，那么需要求出总的控制规则R，作为模糊推理的依据。(5)模糊推理。输入量模糊化后的语言变量E和EC作为模糊推理部分的输入，再由E，EC和总的控制规则R，根据推理合成规则进行模糊推理得到模糊控制量U。(6)逆模糊化，也称去模糊化，为了对被控对象施加精确的控制，必须将模糊化控制量转化为精确量u，即逆模糊化。计算执行以上步骤后，即完成了对被控对象的一步控制，然后等到下一次A/D采样，再进行第二步控制运算，如此循环往复，完成对被控对象的控制。1.2.3 模糊控制的优缺点一.模糊控制的优点1.模糊控制是一种基于规则的控制，它直接采用语言型控制规则，出发点是现场操作人员的控制经验或相关专家的知识，在设计中不需要建立被控对象的精确的数学模型，因而使得控制机理和策略易于接受与理解，设计简单，便于应用。 2.由工业过程的定性认识出发，比较容易建立语言控制规则，因而模糊控制对那些数学模型难以获取，动态特性不易掌握或变化非常显著的对象非常适用。 3.基于模型的控制算法及系统设计方法，由于出发点和性能指标的不同，容易导致较大差异；但一个系统语言控制规则却具有相对的独立性，利用这些控制规律间的模糊连接，容易找到折中的选择，使控制效果优于常规控制器。 4.模糊控制是基于启发性的知识及语言决策规则设计的，这有利于模拟人工控制的过程和方法，增强控制系统的适应能力，使之具有一定的智能水平。 5.模糊控制系统的鲁棒性强，干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱，尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的控制。 二.模糊控制的缺点1精度尚不且够高2自适应能力有限3会产生振荡 控制规则的结构和覆盖不恰当 比例因子和量化因子选择不当 特别是对中心的语言变量选择不当4模糊系统的动态性能比较好，但是稳态性能较差。5控制规则优化尚有困难第二章 空调车厢内温度控制系统的设计空调车厢是一个延迟比较大，内外环境温度变化复杂频繁的被控对象，本章分别用常规PID和参数模糊自整定PID两种控制器对车厢温度进行控制，建立控制器的模型，确定PID控制器的参数和模糊控制的规则表，在SIMULINK下两种控制方式进行仿真实验，找出两种不同控制方法的优缺点。2.1 车厢内温度控制传递函数已知空调车厢被控对象的传递函数G(S)为：2.2 控制器的设计2.2.1 常规PID控制系统的建立一.PID调节是由比例，积分和微分三种规律合成的一种调节方法，因此，PID调节器的动作规律为：其中分别为模拟控制器的比例增益，积分时间，微分时间。在DDC控制系统中，采用采样控制，他只能根据采样时刻的偏差值计算控制量，因此，必须离散化，表达成差分方程的形式。 所以：1.位置型 2. 增量型 =3.速度型 本控制系统PID控制器采用位置型，只需要考虑前后两次的误差，在控制系统中用微分和积分都很容易实现，结构简单，清晰。二. PID控制器参数整定方法1. 经验试凑法对于P控制器，将比例度放在较大的经验数值上，逐步减小，观察被控量过渡过程曲线，直到曲线满意为止。对于PI控制器，先设置Ti=，按纯比例作用整定比例度，使之达到4:1衰减过程曲线，直到曲线满意为止，然后将放大10%-20%，将积分时间由大到小的逐步加入，直至获得4:1衰减过程对于PID控制器，将TD=0先按PI作用凑试程序整定好,Ti，然后将减低到比原值小10%-20%位置，Ti也适当减小后，再把TD由小到大地逐步加入，观察过渡过程曲线，直到获得满意的过渡过程为止。2. 临界比例度法1)将Ti=，Td=0，根据广义对象特性选择一个较大的值，并在工况稳定的前提下将控制系统投入自动状态。2)做设定值扰动实验，逐步减小比例度,直到出现等幅振荡为止，记下此时控制器的比例度和振荡曲线的周期Tk。3)按下表2-1计算出衰减振荡是控制器的参数值并设置于控制器上，再做设定值扰动实验观察过渡过程曲线，若记录曲线不满足控制质量要求，再对计算值做适当的调整。表2-1临界比例度发参数计算表参数范围控制系统 TI TDP 2k PI 2.2k 0.85Tk PID 1.7k 0.5Tk 0.13TK3.衰减曲线法1). 将Ti=,TD=0,在纯比例的作用下系统投入运行。按经验法整定比例度，直至出现4:1衰减过程为止。此时的比例度记为，衰减振荡周期Ts。 2).根据已测得的,Ts按表2-2所列经验关系计算出控制器的整定参数值。 表2-2衰减曲线法控制器整定参数表 Ti T P PI 1.2 0.5Ts PID 0.8 0.3Ts 0.1Ts参数范围控制系统3).根据上述计算结果设置控制器的参数值，做设定值扰动实验，观察过渡过程曲线，如果记录曲线不够理想，再做适当调整参数值，直到符合要求为止。 4.响应曲线法1)测得广义对象的响应曲线，并对己得的响应曲线做近似处理，得到表征对象动态特性的纯滞后时间，时间常数T0。2)按下式公式求取广义对象的放大系数K0 式中：表示被控量测量值的变化量； 表示控制器输出的变化量 表示测量仪表的刻度范围 表示控制器输出值的变化范围3).根据己得到的对象特性参数，T0和K0，按表2-3所列公式计算确定4:1递减过程控制器的参数，Ti和TD值。表2-3响应曲线法控制器整定参数经验公示表参数范围控制系统 Ti TD P PI1.13.3 PID0.852.00.5三.本控制系统采用衰减曲线法求解PID参数步骤如下：1）. 将Ti=,TD=0,在纯比例的作用下系统投入运行。按经验法整定比例度，直至出现4:1衰减过程为止。此时的比例度记为，衰减振荡周期Ts。记下此时的比例度为 =0.6061，衰减周期Ts=160S2）.根据已测得的,Ts按表2-1所列经验关系计算出控制器的整定参数值由表2-1得=0.8=0.4849，KP=1/0.4849=2.0643Ti=0.3Ts=48，得KI=KP/Ti=0.0430,TD=0.1Ts=16,得KD=KP*TD=33.02883).根据上述计算结果设置控制器的参数值，做设定值扰动实验，观察过渡过程曲线，如果记录曲线不够理想，再做适当调整参数值，直到符合要求为止。经反复实验得KP=1.306，KI=0.0295，KD=20.0288 2.2.2 模糊PID控制器的设计一. 基本原理以常规PID控制为基础，以被控对象的反馈值与给定值的偏差E和偏差的变化率EC作为输入，根据模糊推理的思想对PID控制器的参数kp，ki，kd进行在线整定，以满足不同控制系统对控制精度的需要。控制系统由两部分组成，即常规PID部分和模糊推理PID的kp，ki，kd参数两部分。如图2-1所示图2-1 参数模糊自整定PID控制器系统框图由常规位置式PID控制算法得 所以在模糊PID控制系统中 其中 ; 为比例参数的初值 ; 为积分参数的初值 ; 为微分参数的初值二. 精确量的模糊化1.作用是将输入的精确量转化成模糊量,物理量的精确值转换成语言变量值。2.模糊化的具体过程首先，对这些输入量进行处理变成模糊控制器要求的输入量，通常计算误差e和误差的变化率ec.其次，将已经处理的输入量进行尺度变换，使其变换到各自的论域范围。最后，将已经变换到论域范围的输入量进行模糊处理，使原来的精确输入变成模糊量并用相应的模糊集合表示。3.关系合成推理法（CRI）先把语言变量的论域转化成整数论域，然后在整数论域去对语言变量分档。4.CRI法推理时语言变量分档，论域的离散化方法.设有物理量，论域为X=-x,x,把其论域转化成整数论域N=-n,-n+1,-1,0,1,n.为此，令 q=n/x其中 q为量化因子对应关系：X论域中值a，N中论域值b b=qa ；小数部分四舍五入.三. 隶属函数的建立1.该模糊自整定PID控制器采用2输入3输出的形式，输入变量为偏差 E和偏差的变化率EC，输出为PID控制器的参数kp，ki，kd，具体如下。偏差模糊化子集E论域为 -3-3分为7级-3，-2，-1，0,1,2,3对应的模糊变量E分为5个档：负大NB，负中NM，负小NS，零ZO，正小PS，正中PM，正大PB 即：E=NB，NM，NS，ZO, PS，PM，PB偏差变化率EC的论域为-3-3分为13级-3，-2，-1，0,1,2,3误差变化率的模糊变量EC也分为5个档即：EC= NB，NM，NS，ZO, PS，PM，PB输出kp的论域为-3-3分为7级 -3，-2，-1,0,1,2,3输出的模糊变量kp分为5档 Kp=NB，NM，NS，ZO, PS，PM，PB输出k i的论域为-0.6-0.6分为7级 -0.6 ，0.4 ，0.2，0，0.2，0.4，0.6输出的模糊变量ki分为5档 即 ki=NB，NM，NS，ZO, PS，PM，PB输出kd的论域为-3-3分为7级-3，-2，-1,0,1,2,3输出的模糊变量kd分为5档Kd=NB，NM，NS，ZO, PS，PM，PB 2.根据以上的语句建立如下隶属函数图2-2 E的隶属函数图2-3 EC的隶属函数图2-4 KP的隶属函数图2-5 KI的隶属函数图2-6 KD的隶属函数四. 模糊控制规则和决策算法根据经验确定E，EC和KP,KI,KD的模糊控制关系1.当偏差E较大时，误差较大，为使系统有较快的响应速度，应取较大的KP；为了防止偏差变化率EC瞬时过大，应取较小的KD；为了避免较大的超调，应对积分作用加以限制，取较小的KI2.当偏差E处于中等大小时，为使系统响应具有较小的超调，KP应取较小值，KI取适当的值，这时KD取值对系统影响较大，应取值大小适中，以保证系统的响应速度。3.当偏差E较小时，为了使系统具有较好的稳定性，KP与KI均应取大些，同时为避免系统在设定值附近出现振荡，并考虑系统的抗干扰性能，应适当地选取KD值，当EC较小时，KD取较大值，一般情况下，KD为中等大小。 由以上经验得到KP，KP，KD的模糊控制规则表。表2-3 KP的模糊控制规则表ECENBNMNSZOPSPMPBNBPBPBPMPMPSZOZONMPBPBPMPSPSZONMNSPMPMPSPSNSNMNSZOPSZONSNMNMNSNSPSNSZONSNSNMNMNMPMZONSNMNMNMNBNBPBNBNSNMNMNMNBNB表2-4 KI的模糊控制规则表ECENBNMNSZOPSPMPBNBNBNBNBNSNSNSZONMNBNMNMNMNSZOZONSNMNMNSNSZOPSPSZOPMNSNSZOPSPSPMPSNSNSZOPSPSPMPMPMZOZOPSPSPMPMPBPBZOZOPSPMPBPBPB表 2-5 KD的模糊控制规则表ECENBNMNSZOPSPMPBNBPSPSNBNMNMNBPSNMPSNSNBNMNSNSPSNSNSNSNMNMNSNSZOZONSNSNSNSZONSZOPSZOZOZOZOZOZOPSPMPBPMPMPSPSPSPBPBPSZOZOZOPBPB 图2-7，在Simulink中建立模糊控制规则图2-8 KP输出曲面视图图 2-9 KI输出曲面视图图 2-10 KD输出曲面视图然后把建立的模糊控制规则保存为：wangyl.fis文件。五. 模糊量的精确化1.精确化（去模糊化或清晰化） -清晰化的作用是将模糊推理得到的控制量（模糊量）变换成为实际用于控制的精确量2.精确化包含两部分内容： -将模糊的控制量经精确化变换表示为论域范围内的精确量 -将表示在论域范围内的精确量经尺变换成实际的控制量3.精确化方法 -最大隶属度法，中位数法，重心法（质心法）。1).最大隶属度法 -在模糊控制器的输出结果中，取其隶属度最大的元素作为精确值，去执行控制的方法 -对模糊集，所选择的隶属度最大的元素应满足 2).中位数法 -把隶属函数与横坐标所围成的面积分成两部分，在两部分相等的条件下 ，两部分分解点所对应的横坐标值为反模糊化后的精确值。 -设模糊推理的输出为模糊量，如果处在，并且使： -则取u*为反模糊化所得到的精确值。3).重心法（质心法或力矩法） -对模糊推理的结果所有元素求重心元素的方法。 -把模糊量的重心元素作为反模糊化之后得到的精确值u*。 -求取公式： 六. 本系统选用的精确化方法在模糊控制中，清晰化方法的选择是很重要的，直接决定了清晰化后结果的准确性，对控制质量的提高至关重要。为了考虑到每个隶属函数值的作用，采用重心法比较合适，重心法也是MATLAB默认的方法，能很好的改善控制性能。第三章 MATLAB仿真结果的分析处理本章主要任务是在SIMULINK中建立控制系统的框图，设置好控制器的参数，仿真时间，采样时间，对控制系统进行仿真，记录仿真曲线，做出分析，得出结论。3.1 PID 仿真结果分析3.1.1 PID控制系统框图图3-1 PID控制系统框图3.1.2 PID算法的MATLAB仿真图设置仿真开始时间为0s，采样时间为1,仿真时间为1000s，进行仿真，结果如下。图3-2 常规PID仿真曲线3.2 模糊控制仿真结果分析3.2.1 模糊控制系统框图1.模糊自整定PID子系统的建立图3-3模糊自整定PID子系统框图2.参数模糊自整定PID系统的建立如图3-4所示，参数模糊自整定PID控制器结构框图，其中量化因子KE,KEC比例因子K1,K2,K3的参数求解如下。KE=n/Xe, KEC=m/Xc,K1=Y1/L1,K2=Y2/L2,k3=Y3/L3.式中，Xe为误差论域的幅值，Xc为误差变化论域的幅值，n误差变量模糊化子集的最大值，m为误差变化率变量模糊子集的最大值。Y1,Y2,Y3分别为控制参数KP，KI，KD的最大值，L1,L2,L3分别为控制量KP，KI，KD模糊化子集的最大值。在本控制系统设计中，误差E的论域为-50,50，误差变化率EC的论域为-100,100，误差E模糊化子集的最大值n=3，m误差变化率变量模糊化子集的最大值m=3。所以 KE=3/50=0.06,KEC=3/100=0.03.Y1，Y2，Y3的最大值分别为1.3,0.114，20.0。L1，L2，L3的最大值分别为3,0.6,1.5 所以K1=1.3/3=0.433，K2=0.114/0.6=0.19，K3=20.0/1.5=13.2图3-4 参数模糊自整定PID系统框图3.2.2 模糊控制算法的MATLAB仿真图双击模糊逻辑控制器，打开界面，在parameters FIS file or structure栏中入wdkz.fis.设置,开始时间为0s，仿真时间为1000s进行仿真，kp,ki,kd的初始值分别为1.20，0.029，19.03。并在MTALAB窗口中输入wdkz=readfis(wangyl.fis)命令。 wdkz=readfis(wangyl.fis)wdkz= name: wangyl type: mamdani andMethod: min orMethod: max defuzzMethod: centroid impMethod: min aggMethod: max input: 1x2 struct output: 1x3 struct rule: 1x49 struct图3-5 模糊推理过程图图3-6模糊控制系统仿真曲线 第四章 结论分析采用 Simulink工具箱，建立常规PID和参数模糊自整定PID控制的车厢温度控制系统，然后进行仿真，可以看出，参数模糊自整定PID控制系统在超调量和过度过程时间上优于常规PID，使用SIMULINK工具箱，能迅速的建立控制系统模型，且能反复的修改模型，模型简洁清晰，直观表达设计的理念，仿真结果能有效的地对控制性能进行评估和验证。在工业控制中，应用最广泛的为PID控制，已经有近70年的历史了，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而被欢迎，实现了连续调节，降低了车厢内温度场梯度的波动，同时由于积分模块的存在，消除稳态误差，有利于提高车厢内的温度调节，但是此控制过程因超调大，过度时间长，一般适用于工况变化较小的场合。在车厢温度控制系统中，温度的变化范围比较大，用常规PID控制系统，预先设定的比例，积分微分参数显然不能满足控制系统的要求，要根据输入误差和误差的积分，时时的改变控制器的参数，这样才能更加有效的对被控对象进行控制。在本系统中，对象延迟，工况变化较大的情况，采用模糊控制，时时的对控制器参数进行修改，把常规PID做成参数模糊自整定PID控制系统，这样，就会根据偏差e和偏差的变化率ec来判断外界环境的变化情况，然后根据此情况来调整PID控制器的kp，ki，kd的参数，从而更好的实现温度控制，从两种控制系统仿真的结果可以看出，模糊控制能实时跟踪空调工况变化趋势，过渡快而平滑，超调小，能实现常规PID不能达到的效果。参 考 文 献1. 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/.致谢历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师高燕芬老师，她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢！感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃