恒压喷灌智能控制系统
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摘要
论文结合实际的工程，对恒压喷灌的现状进行了分析。传统的恒压喷灌是对
水泵出水口的压力进行控制。此次设计的是一种新型的恒压喷灌控制器，它是对
喷灌系统分干管末端进行控制。由于喷灌灌网系统难以准确建模，系统时滞严重。
即使能够建模也很难对它进行控制。用传统的PID进行控制，效果不是很好。这
里采用模糊控制对喷灌灌网进行控制。论文给出了控制器的软、硬件实现，及其
模糊控制策略。并在VC平台上开发了一套仿真软件，对在喷灌系统中常用的两
种控制方式与新型的控制方进行了对比。新型的恒压喷灌控制器采用的是末端控
制（即分干管末端），这种控制方式可使喷头获得更好的喷水压力，并且使电机
可进行更有效的调速，从而获得更好的节能效果。
Based on actual engineering projects, the paper analyzes the present situation in controlling system of the constant pressure irrigation system. Traditional irrigation controlling system is used to control the pressure at the exit of a pump. The new constant pressure controller designed in this paper controls the terminals of branch irrigation system. Since it is difficult to model an accurate irrigation network system, its time lag takes place severely. Even though modelling can be set up, it is still hard to control this system. The traditional PID controlling does no better job. Now, the paper adopts a fuzzy control system for the irrigation network. The paper expounds the necessary software and hardware for the controller as well as the strategy for the fuzzy control system. In order to proof the accuracy arithmetically, I developed a simulation program in VC++ to compare the new controlling system with the two frequently used traditional ones in the irrigation system. The new constant pressure controlle
r for irrigation system is used to control the terminal pressure (at the terminals of the branch pipes), and it can more effectively convert the frequencies of the moters. thus energy can be saved.
水泵出水口的压力进行控制。此次设计的是一种新型的恒压喷灌控制器，它是对
喷灌系统分干管末端进行控制。由于喷灌灌网系统难以准确建模，系统时滞严重。
即使能够建模也很难对它进行控制。用传统的PID进行控制，效果不是很好。这
里采用模糊控制对喷灌灌网进行控制。论文给出了控制器的软、硬件实现，及其
模糊控制策略。并在VC平台上开发了一套仿真软件，对在喷灌系统中常用的两
种控制方式与新型的控制方进行了对比。新型的恒压喷灌控制器采用的是末端控
制（即分干管末端），这种控制方式可使喷头获得更好的喷水压力，并且使电机
可进行更有效的调速，从而获得更好的节能效果。
Based on actual engineering projects, the paper analyzes the present situation in controlling system of the constant pressure irrigation system. Traditional irrigation controlling system is used to control the pressure at the exit of a pump. The new constant pressure controller designed in this paper controls the terminals of branch irrigation system. Since it is difficult to model an accurate irrigation network system, its time lag takes place severely. Even though modelling can be set up, it is still hard to control this system. The traditional PID controlling does no better job. Now, the paper adopts a fuzzy control system for the irrigation network. The paper expounds the necessary software and hardware for the controller as well as the strategy for the fuzzy control system. In order to proof the accuracy arithmetically, I developed a simulation program in VC++ to compare the new controlling system with the two frequently used traditional ones in the irrigation system. The new constant pressure controlle
r for irrigation system is used to control the terminal pressure (at the terminals of the branch pipes), and it can more effectively convert the frequencies of the moters. thus energy can be saved.
引文
[1]．《中国农村水利水电》 2001．2 灌溉渠系运行计算机模拟技术的开发
[2]．《现代计算机》 2000．1 Delphi在地理信息系统中的应用
[1]．机械工业出版社．《智能控制系统》
[2]．中国灌排中心 《喷灌系统》
[3]．中国灌排中心内部资料．《恒压供水系统讲义》
[4]．东南大学．《电机学》
[5]．何立民．《单片机应用系统设计》．北京航空航天大学出版社．1994
[6]．李华．《单片机实用接口技术》
[7]．白驹珩 雷晓平．《单片计算机及其应用》
[8]．西安电子科技大学出版社．《微型计算机原理》
[9]．华中工学院水机教研室编．《水轮机调节》
[11]．化学工业出版社 《模糊控制》
[12]．《水利学报》．1999年第3期(井灌区管网优化计算模型的改进)
[13]．陈鸣钊 张志烈 《模糊数学及其实用》
[14]．魏克新 王云亮 《MATLAB语言与自动控制系统设计》
[15]. DiDer Dubois:Henri Prade, Fuzzy Sets and Systems. Theory and Application, Copyright @ 1980 by Academic press INC.
[16]．李士勇 《模糊控制·神经网络和智能控制论》
[17]. Chair, P.A. Defining Intelligent Control. IEEE Control Systems Magazine, 1994,14(3):4～5,58～56.
[18]. Passino, K.M. Bridging the Gap between Conventional and Intelligent Control. IEEE Control Systems Magazine, 1993,13(2):12～18
[19]. Marks, R.J. Intelligence:Computational Versus Artifical. Ieee Trans. On Neural Networks, 1993,4(5):737～739
[20]．钱大群．智能控制中知识表达方式的研究．《控制与决策》1989，4(4)：46～50
[21]．李士勇．《从PID控制到智能控制》。
[22]．李祖枢．智能控制理论研究．《信息与控制》，1991，20(5)：27～38
[23]．涂序彦，郭荣江．智能控制及其应用。《自动化》，1977，1(1)：104～117
[24]. Filev, D. and Yager, R.R. Three Models of Fuzzy Logical Controllers, Cybernetics and Systems, 1993(24):91～l14
[25]. Ying, H. Analytical Structure of a Two-Input Two_output Fuzzy Controller and Its Relation to PI and Multilevel Relay controllers. Fuzzy Sets and Systems, 1994(63):21～33
[26]. Bindel, T. und Mikut, R. Entwurf, Stabilitatsanalyse und Erprobung von Fuzzy-Reglernam. Beispiel. einer Durchfluβregelung. at-Automat isierungstechnik, 1995, 43 (5);249～255
[27]. Rohm, R. und. Bosch, M. Stabilitatsanalyse. von. Fuzzy-Mehrgroβenregelungen. mit. Hilfe. der. Hyperstabil itatstheorie, at-Automatisierungstechnik, 1995, 43 (4): 181～186.
[28]. Kiendl, H., Ruger, J, J. Stability Analysis of Fuzzy Control Systems Using Facet Functions. Fuzzy Sets and Systems, 1995(70): 275～285
[29]．李士勇．一种新型的模糊智能控制器。《哈尔滨工业大学学报》．1988(4)122～124
[30]．刘国荣等．模糊自适应PID控制器。《控制与决策》，1995，10(6)：557～562
[31)．刘国荣。模型参考模糊自适应控制。《控制理论与应用》，1996，13(1)：92～97
[32]．谭洪等．模糊逻辑控制技术发展的新动向．广州自动化，1994，15(45)：38～44
[33]．胡家耀等．模糊控制在退火炉燃烧过程中的应用。《自动化学报》，1989，15 (6)：501～507
[34]．华晓鸣，电弧冶炼炉Fuzz控制系统。《化工自动化及仪表》，1988，15(5)：18～22
[35]．李士勇，高辉．Smith-Fuzzy控制器鲁棒性研究。黑龙江省自动化学会1989年会论文集。1989，51～53
[36]．顾绳谷等编 《电机及拖动基础》
[37]．电子工业出版社 《Visual c++6 从入门到精通》
[38]．清华大学出版社 《MFC开发Windows 95／NT4 应用程序》
[39]．《MATLAB语言与自动控制系统设计》
[40]．余浩 詹志强 武威 等编著 《Protel 98详解》
[2]．《现代计算机》 2000．1 Delphi在地理信息系统中的应用
[1]．机械工业出版社．《智能控制系统》
[2]．中国灌排中心 《喷灌系统》
[3]．中国灌排中心内部资料．《恒压供水系统讲义》
[4]．东南大学．《电机学》
[5]．何立民．《单片机应用系统设计》．北京航空航天大学出版社．1994
[6]．李华．《单片机实用接口技术》
[7]．白驹珩 雷晓平．《单片计算机及其应用》
[8]．西安电子科技大学出版社．《微型计算机原理》
[9]．华中工学院水机教研室编．《水轮机调节》
[11]．化学工业出版社 《模糊控制》
[12]．《水利学报》．1999年第3期(井灌区管网优化计算模型的改进)
[13]．陈鸣钊 张志烈 《模糊数学及其实用》
[14]．魏克新 王云亮 《MATLAB语言与自动控制系统设计》
[15]. DiDer Dubois:Henri Prade, Fuzzy Sets and Systems. Theory and Application, Copyright @ 1980 by Academic press INC.
[16]．李士勇 《模糊控制·神经网络和智能控制论》
[17]. Chair, P.A. Defining Intelligent Control. IEEE Control Systems Magazine, 1994,14(3):4～5,58～56.
[18]. Passino, K.M. Bridging the Gap between Conventional and Intelligent Control. IEEE Control Systems Magazine, 1993,13(2):12～18
[19]. Marks, R.J. Intelligence:Computational Versus Artifical. Ieee Trans. On Neural Networks, 1993,4(5):737～739
[20]．钱大群．智能控制中知识表达方式的研究．《控制与决策》1989，4(4)：46～50
[21]．李士勇．《从PID控制到智能控制》。
[22]．李祖枢．智能控制理论研究．《信息与控制》，1991，20(5)：27～38
[23]．涂序彦，郭荣江．智能控制及其应用。《自动化》，1977，1(1)：104～117
[24]. Filev, D. and Yager, R.R. Three Models of Fuzzy Logical Controllers, Cybernetics and Systems, 1993(24):91～l14
[25]. Ying, H. Analytical Structure of a Two-Input Two_output Fuzzy Controller and Its Relation to PI and Multilevel Relay controllers. Fuzzy Sets and Systems, 1994(63):21～33
[26]. Bindel, T. und Mikut, R. Entwurf, Stabilitatsanalyse und Erprobung von Fuzzy-Reglernam. Beispiel. einer Durchfluβregelung. at-Automat isierungstechnik, 1995, 43 (5);249～255
[27]. Rohm, R. und. Bosch, M. Stabilitatsanalyse. von. Fuzzy-Mehrgroβenregelungen. mit. Hilfe. der. Hyperstabil itatstheorie, at-Automatisierungstechnik, 1995, 43 (4): 181～186.
[28]. Kiendl, H., Ruger, J, J. Stability Analysis of Fuzzy Control Systems Using Facet Functions. Fuzzy Sets and Systems, 1995(70): 275～285
[29]．李士勇．一种新型的模糊智能控制器。《哈尔滨工业大学学报》．1988(4)122～124
[30]．刘国荣等．模糊自适应PID控制器。《控制与决策》，1995，10(6)：557～562
[31)．刘国荣。模型参考模糊自适应控制。《控制理论与应用》，1996，13(1)：92～97
[32]．谭洪等．模糊逻辑控制技术发展的新动向．广州自动化，1994，15(45)：38～44
[33]．胡家耀等．模糊控制在退火炉燃烧过程中的应用。《自动化学报》，1989，15 (6)：501～507
[34]．华晓鸣，电弧冶炼炉Fuzz控制系统。《化工自动化及仪表》，1988，15(5)：18～22
[35]．李士勇，高辉．Smith-Fuzzy控制器鲁棒性研究。黑龙江省自动化学会1989年会论文集。1989，51～53
[36]．顾绳谷等编 《电机及拖动基础》
[37]．电子工业出版社 《Visual c++6 从入门到精通》
[38]．清华大学出版社 《MFC开发Windows 95／NT4 应用程序》
[39]．《MATLAB语言与自动控制系统设计》
[40]．余浩 詹志强 武威 等编著 《Protel 98详解》