無模型自適應(yīng)控制在水位-溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)化程度的不斷提高，工廠對于被控對象一系列指標的控制精度的要求也變得越來越高，但被控對象的模型卻越來越復(fù)雜，這就使得傳統(tǒng)的基于模型的控制方法已無法滿足現(xiàn)代的控制需求。同時，隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)過程中能夠獲得大量的過程數(shù)據(jù)，能夠利用這些過程數(shù)據(jù)直接進行控制器設(shè)計的數(shù)據(jù)驅(qū)動控制理論逐漸成為當前自動控制領(lǐng)域研究的熱點。
　　在實際過程控制中，液位和溫度是兩個具有代表性的系統(tǒng)狀態(tài)變量，兩者的控制品質(zhì)能夠影響工業(yè)過程的

2、好壞，而且液位和溫度控制系統(tǒng)在實際過程中由于受到自身復(fù)雜特性的影響，使得其數(shù)學模型難以精確建立。因此，面向這些狀態(tài)變量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動控制，是自動化領(lǐng)域非常有意義的研究課題。同時，一個好的實驗平臺對先進控制理論的實施與驗證尤為重要。針對這類平臺的開發(fā)、搭建與改造也是控制工程的研究重點。因此，本文針對過程控制中液位和溫度的數(shù)據(jù)驅(qū)動控制等問題，以及過程工業(yè)中的平臺搭建做了若干研究，具體描述如下。
　　(1)針對過程控制中液位、溫度控制中

3、存在的大時滯、模型不確定、被控對象建模困難的問題，提出了基于無模型自適應(yīng)控制的液位控制方案、溫度控制方案、溫度-液位耦合時的溫度-液位解耦控制方案。
　　(2)在天煌科技有限公司生產(chǎn)的THJ-2型過程控制裝置的基礎(chǔ)上，拓展開發(fā)出了溫度-液位調(diào)節(jié)實驗平臺。用Altium Designer軟件完成整套系統(tǒng)的原理圖和PCB圖設(shè)計;用Microsoft Visual Studio2010軟件完成了過程控制系統(tǒng)軟件平臺的開發(fā)。在該平臺上能進

4、行控制算法的實現(xiàn)、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換以及串口通信。
　　(3)在搭建好的自動調(diào)節(jié)實驗平臺上，模擬工業(yè)生產(chǎn)過程中的復(fù)雜工作情況，并進行了一系列的液位控制實驗以及溫度控制實驗。實驗結(jié)果證明了本文所使用的無模型自適應(yīng)控制方案對于有非線性、大時滯、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時變特性的被控對象，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的控制精度，穩(wěn)定性及魯棒性，即所提方案的應(yīng)用性得到了驗證。
　　(4)在Matlab仿真環(huán)境下，對所提控制方案的控制器參數(shù)進行了縱向參數(shù)對比，此外還同傳