雙容水箱參數(shù)躍變混雜系統(tǒng)的建模與控制研究.pdf

1、混雜系統(tǒng)是由連續(xù)變量動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和離散變量動(dòng)態(tài)系統(tǒng)相互影響、相互作用而形成的的復(fù)雜的非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。在實(shí)際的工業(yè)過程中，這種含有兩類變量的混雜系統(tǒng)非常常見，僅僅采用傳統(tǒng)的微分方程或差分方程的形式很難清晰地描述這類系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，這也限制了相應(yīng)的控制理論的發(fā)展。雙容水箱系統(tǒng)是一類帶有參數(shù)躍變的混雜系統(tǒng)，系統(tǒng)的連續(xù)變量是水箱的進(jìn)出水流量，離散變量是水箱結(jié)構(gòu)、閥門開度等的變化。本文使用混合邏輯動(dòng)態(tài)理論建立了該水箱系統(tǒng)的統(tǒng)一模型并提出了一種預(yù)測(cè)控制

2、策略，主要有以下內(nèi)容:
　　(1)研究雙水箱系統(tǒng)的多模型PID控制問題。對(duì)于實(shí)際中存在的參數(shù)躍變的問題，采用中控CS4000水箱系統(tǒng)進(jìn)行模擬。基于不同的參數(shù)躍變類型，分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的多模型PID控制器并進(jìn)行了仿真控制研究。
　　(2)研究帶參數(shù)躍變的雙水箱系統(tǒng)的混合邏輯動(dòng)態(tài)建模問題。介紹了混合邏輯動(dòng)態(tài)建模的理論依據(jù)，并對(duì)其幾種常見的建模方法和建模步驟進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。分析了雙水箱系統(tǒng)的兩種變量間的作用關(guān)系，建立了適合該系統(tǒng)的混

3、合邏輯動(dòng)態(tài)模型。
　　(3)研究雙水箱混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的預(yù)測(cè)控制問題。分別基于MIQP與MILP性能指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比分析。采用基于線性的預(yù)測(cè)控制策略對(duì)本文提出的雙水箱混合邏輯動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行了仿真研究，通過與PID控制器的對(duì)比分析說明了其有效性。
　　(4)研究預(yù)測(cè)控制策略在CS4000系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。利用OPC接口技術(shù)將MATLAB工具箱與西門子PLC-300進(jìn)行連接，以MATLAB為客戶端、WinCC監(jiān)控軟件為服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了