1、一 問題描述水位控制系統是由水箱(Tank)，進水管、出水管和控制閥門等構成。在進水管上，安裝有一液壓閥門，控制它的位置，可以控制流入水箱的流量。出水管道的面積(Out pipe crossection) 保持常數，因此，流出出水管的流量主要與水箱的水位和水壓有關。系統具有明顯的非線性特性。我們的目的是構建一個模糊閉環控制系統。其控制目的是通過調整控制閥門的開度，達到控制水箱水位的目的，并使其能夠快速跟隨所設定的水位(給定輸入)。除控制對象外，控制系統應包含有水位檢測裝置，控制器(常規PID控制器或模糊控制器)及執行機構。 二 控制系統動態結構圖流速計算依據為簡化伯努利方程或托里拆利定律，二者

2、結論一致。其中托里拆利定律內容為：忽略粘滯性，任何液體止點從小孔中流出的速度與它從h高度處自由落下的速度相等。flow outLevel 動態模型中主要用到的計算關系式如下：液位=容積/底面積 level=tank volume/area流量=流速*出水口面積 流速=（2*g*level）0.5被控對象水箱模型搭建按照上述動態結構圖進行，實際設計的水箱模型如下：封裝后執行機構：VALVE三 水位控制系統模型四 模型使用方法啟動matlab，命令行輸入sltank，既可打開水位模糊控制仿真模型。設置const大于等于0，系統工作于PID控制模式設置const小于0，系統工作于模糊控制模式模糊控制

3、模式模糊控制時液位輸入輸出關系（雙擊Comparison示波器）液位動畫PID控制模式PID控制時液位的輸入輸出關系比較兩種控制模式下液位曲線可以發現PID控制有超調，這一點在液位動畫中也有體現。修改模型參數PID參數的調整可以直接雙擊 PID Controller模塊設置，這里著重介紹模糊控制器參數的修改。用到的主要命令如下：函數名功能說明fuzzy打開模糊推理系統GUI， fuzzy name打開name的fis系統。readfis讀取已有fis，例如readfis('tank')可打開水箱控制的fisshowfis文本形式顯示已存在的fis例如可通過以下代碼以文本形式顯示

4、tanka=readfis('tank') %讀取tank文件showfis(a); %顯示在這里通過模糊推理的用戶界面來修改水位控制的規則庫，查看對控制效果的影響。具體步驟如下：（1） 輸入sltank打開simulink仿真界面（2） 輸入fuzzy tank打開FIS界面，可編輯變量和推理規則。（3） 打開tank的模糊規則編輯界面，將規則4和5刪除，新的規則如下：（4） 單擊File Exportto workspace，彈出的對話框直接點ok。注意：建議不要選to file，因為會改變原始文件。（5） 運行sltank，控制效果如下，可見調節效果比PID控制還差。（6） 關閉sltank模型和tank fis界面，均選擇不保存修改，以保證例程的完整性。五 結論模糊控制效果取決于模糊推理規則，如果規則設置不當，則控制效果會比傳統PID控制效果更差。模糊控制一般和其他智能控制