雙容水箱系統(tǒng)自適應(yīng)解耦切換控制.pdf

1、雙容水箱液位系統(tǒng)是典型的具有非線性強(qiáng)耦合的雙輸入雙輸出被控對(duì)象，工業(yè)上許多的多輸入多輸出被控對(duì)象的整體或局部都可以抽象成雙容水箱系統(tǒng)，因此，雙容水箱系統(tǒng)的液位控制實(shí)驗(yàn)研究具有廣泛的應(yīng)用背景和很高的研究?jī)r(jià)值。然而，工業(yè)中常見的一些經(jīng)典控制方法大多采用多個(gè)獨(dú)立控制回路分別設(shè)計(jì)控制器，忽略了系統(tǒng)的耦合關(guān)系，故通常難以取得滿意的控制效果。所以，針對(duì)雙容水箱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)有效的控制方法并成功應(yīng)用于仿真和實(shí)際研究中，成為急需解決的關(guān)鍵問題。<

2、br>　　本文依托東北大學(xué)流程工業(yè)綜合自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，采取了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性自適應(yīng)解耦切換控制方法并針對(duì)實(shí)際的雙容水箱系統(tǒng)進(jìn)行了液位控制研究，主要工作歸納如下:
　　1.針對(duì)雙容水箱液位耦合系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)，根據(jù)動(dòng)態(tài)物料平衡方程建立機(jī)理模型，將機(jī)理模型在工作點(diǎn)附近線性化得到控制器設(shè)計(jì)模型，并通過參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)確定模型的未知參數(shù)，為控制器參數(shù)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究提供基礎(chǔ);
　　2.將雙容水箱系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型表述為低階線性模型

3、和高階非線性項(xiàng)之和的形式，并針對(duì)其非線性強(qiáng)耦合特點(diǎn)，在工作點(diǎn)附近設(shè)計(jì)了由線性自適應(yīng)解耦控制器、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性自適應(yīng)解耦控制器和切換機(jī)制組成的非線性自適應(yīng)解耦切換控制器;
　　3.在MATLAB\Simulink仿真平臺(tái)上利用所設(shè)計(jì)的切換控制器進(jìn)行了雙容水箱系統(tǒng)液位控制的仿真研究，并與采用常規(guī)PI控制器、線性自適應(yīng)解耦控制器、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償?shù)姆蔷€性自適應(yīng)解耦控制器和基于前一拍補(bǔ)償?shù)姆蔷€性自適應(yīng)解耦控制器時(shí)的液位仿真控制實(shí)驗(yàn)結(jié)