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摘要:隨著當(dāng)代過程控制技術(shù)的日益成熟、生產(chǎn)線更新、生產(chǎn)設(shè)備成本降低等諸多因素的發(fā)展與要求，需要研究和開發(fā)更為先進(jìn)的控制策略。水箱液位控制系統(tǒng)是設(shè)計(jì)和開發(fā)先進(jìn)液位控制策略的一個(gè)開放式平臺(tái)，它具有觀察直觀、測(cè)量容易、組態(tài)靈活等特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者和工程技術(shù)人員基于該類裝置做出了重要的研究報(bào)告，以驗(yàn)證重要的理論成果和指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。 本論文以雙容水箱液位控制系統(tǒng)為對(duì)象，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建模與仿真、控制器設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)測(cè)試和監(jiān)控平臺(tái)開發(fā)等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究工作，具體內(nèi)容如下：介紹了過程制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，闡述了雙容水箱液位控制系統(tǒng)研究及意義。介紹了系統(tǒng)機(jī)理建模的基本思想與方法，對(duì)單容水箱與雙容水箱液位控制對(duì)象進(jìn)行建模，采用機(jī)理建模與系統(tǒng)辨識(shí)相結(jié)合的方法得出系統(tǒng)的精確模型，進(jìn)而設(shè)計(jì)PID控制器，并進(jìn)行了系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)與性能分析。對(duì)模糊PID控制進(jìn)行介紹，基于改進(jìn)增量式PID控制的不足之處，設(shè)計(jì)了水箱液位模糊PID控制控制器。 仿真實(shí)驗(yàn)和物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的模糊PID控制器能夠使控制對(duì)象快速穩(wěn)定地達(dá)到控制指標(biāo)，提高水箱液位控制系統(tǒng)的控制性能。 關(guān)鍵詞：液位控制；模糊PID；雙容水箱
目錄 摘要 ABSTRACT 第1章 緒論-1 1.1 課題研究的背景與意義-1 1.1.1 過程控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用-1 1.1.2 控制算法的研究與發(fā)展-2 1.1.3 多容水箱液位控制系統(tǒng)研究及意義-3 1.2 本文的主要工作及組織安排-4 第2章 數(shù)學(xué)模型的建立-5 2.1 數(shù)學(xué)建模的基本概念-5 2.2 系統(tǒng)水箱建模-5 2.2.1 單容水箱建模-5 2.2.2 雙容水箱建模-7 2.3 模型結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定-9 2.4 本章小結(jié)-11 第3章 系統(tǒng)的硬件架構(gòu)及軟件設(shè)計(jì)-13 3.1 液位控制方案-13 3.1.1單回路控制系統(tǒng)的基本概念及特點(diǎn)-13 3.1.2 串級(jí)控制系統(tǒng)的基本概念及其特點(diǎn)-14 3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)-14 3.2.1 單回路控制程序設(shè)計(jì)-16 3.2.2 串級(jí)控制程序設(shè)計(jì)-17 第4章 基于模糊PID控制算法的控制器設(shè)計(jì)-19 4.1 PID控制器概述-19 4.2 模糊PID控制器設(shè)計(jì)-20 4.2.1 模糊PID控制器的發(fā)展與應(yīng)用-20 4.2.2 精確量的模糊化-21 4.2.3 模糊控制器的變量選取與控制規(guī)則-22 4.2.4 控制器的仿真與實(shí)驗(yàn)-27 4.3 本章小結(jié)-30 第5章 結(jié)論-31 5.1 工作總結(jié)-31 5.2 展望-31 參考文獻(xiàn)-32 致謝-34 |
