[摘 要]随着人们生活质量的提高和科学技术的进步，人民生活和工业生产对水的供应质量也提出了更高的要求。把先进的智能控制技术、电气自动化技术以及网络技术应用到供水领域，已成为对供水系统的新要求。
　　[关键词]泵类负载 工作原理 PID控制策略
　　中图分类号：TP273.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0031-01
　　本文通过结合实际控制经验，提出了模糊自适应PID控制算法，并进行了仿真确定了模糊自适应PID控制器的性能优于普通PID控制，具有上升快、稳态性能好，超调量小等优势。
　　1.模糊控制恒压供水系统的工作原理
　　变频调速恒压供水系统系统结构如图1-1。图中PLC控制器的主要任务是根据管道压力的变化，控制变频器的频率，调节水泵转速，以保证水泵恒定的出水口压力；同时，当当前起动的水泵在经过一定延时后仍不能满足管道流量压力的要求时，系统会变频起动另一台泵。要实现这两个任务，本设计采用自适应模糊控制算法和PLC可编程序控制器，其闭环自动控制原理如图1-1所示。
　　2.自适应模糊PID控制策略
　　变频调速供水系统是通过转速调节来实现对水压的调节，水压与转速关系存在着非线性以及不确定性。由于水压相对转速会有一个时间上的滞后，而且引入水压控制环节后，系统惯性增大，纯滞后时间增长，给控制造成很大难度。因此对于恒压供水系统而言，如果采用古典控制理论的方法来控制水压，会要比控制转速时的动态特性要差。基于以上的这些原因，本设计中采用控制方法是基于模糊控制理论基础之上的自适应模糊PID控制方法来对恒压供水系统中的水压进行控制调节。
　　3.自适应模糊PID控制器的设计
　　自适应模糊PID控制是通过实时调整，然后PLC中的PID控制指令来实现的。根据现场的调试情况，在不采用模糊PID控制时PLC中的PID参数设为30.0，设为12.0，设为2.0时整个系统的运行状态较好。在模糊控制系统的设计中，输出变量的量化区域以此为基础进行设计。设定输出量模糊子集为[负大、负中、负小、零、正小、正中、正大]，简记为[NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB]，并将量化到区域（5，80）内，量化到区域（4，20）内，量化到区域（0，4）内。对此输出量，为了便于工程简明应用，将模糊论域均定在[一3，+3]的离散区间。在经过了从基本论域到模糊论域的变换之后，就要根据语义规则形成隶属度函数或模糊变量赋值表，综合考虑算法PLC编程的简明性和实际运行的工程应用性，决定采用三角形分布的隶属度函数，这也是实际工程中最为常用的一种隶属度函数。
　　3.1 模糊规则表
　　根据控制对象的实际情况以及实际操作经验，确定控制过程的控制规则。控制规则的设计原则为：误差较大时，控制量变化应尽量使误差迅速减少；误差较小时，主要考虑系统的稳定性，防止系统产生不必要的超调，甚至震荡。本设计根据经验归纳法建立模糊控制规则，即根据专家和操作人员的控制经验和直觉推理，经整理、加工而构成模糊控制规则[3]。
　　以下的表是输出的模糊规则表：
　　3.2 仿真结果比较
　　从图（3-1）的仿真曲线比较可以看出，模糊自适应PID控制器的阶跃响应曲线具有上升快，调节精度高，稳态性能好，超调量小的优点，能够很好的完成模糊变频恒压供水系统的自动控制。这种自适应模糊PID方法计算量小、易于实现，便于工程应用.
　　参考文献
　　[1] 陶永华.2005.新型PID控制及其应用机械工业出版社.
　　[2] 刘金锟.2003.先进PID控制及其MATLAB仿真.北京：电子工业出版社.
　　[3] 黄良沛，2005.参数自适应模糊PID控制在恒压供水系统中的应用.自动化与仪器仪表.（4）：28-31