智能滴定儀位置控制系統(tǒng)研究.pdf

1、滴定分析是化學(xué)分析中的重要方法之一，隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，滴定分析的自動(dòng)化與智能化勢(shì)在必行。在滴定過程中，重點(diǎn)是對(duì)添加試劑時(shí)間的控制。試管位移是影響試劑添加的重要因素，與移動(dòng)路徑、移動(dòng)速度相關(guān)，科學(xué)的運(yùn)動(dòng)路徑及良好的速度控制都能有效提高試劑添加效率。因此，在智能滴定儀系統(tǒng)中，對(duì)試管的位置控制研究具有重大意義。
　　本文首先詳細(xì)介紹了智能滴定儀的原理組成，分析了滴定儀運(yùn)行工藝要求，同時(shí)針對(duì)智能滴定儀的托盤運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)路

2、徑規(guī)劃。在此基礎(chǔ)之上結(jié)合直流伺服電機(jī)的實(shí)際特征參數(shù)建立了電機(jī)的數(shù)學(xué)傳遞函數(shù)模型。
　　其次針對(duì)智能滴定儀位置控制系統(tǒng)要求快速穩(wěn)定響應(yīng)，采用廣義預(yù)測(cè)控制。廣義預(yù)測(cè)控制采用預(yù)測(cè)模型、滾動(dòng)優(yōu)化、在線校正等，汲取了現(xiàn)代自適應(yīng)控制理論的優(yōu)化思想，具有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，且對(duì)于模型失配與環(huán)境干擾具有更好的抑制能力。同時(shí)本文也針對(duì)廣義預(yù)測(cè)控制算法計(jì)算復(fù)雜問題做了一些改進(jìn)，對(duì)廣義預(yù)測(cè)控制的控制增量進(jìn)行柔化處理，避免進(jìn)行高維矩陣求逆等復(fù)雜的計(jì)算過程

3、，從而減小計(jì)算量與計(jì)算難度。通過在MATLAB平臺(tái)上分別對(duì)傳統(tǒng)PID控制與改進(jìn)廣義預(yù)測(cè)控制進(jìn)、基本廣義預(yù)測(cè)控制與改進(jìn)型廣義預(yù)測(cè)控制進(jìn)行仿真對(duì)比，仿真結(jié)果證明改進(jìn)廣義預(yù)測(cè)控制算法可行性。
　　最后本文給出了智能滴定儀位置控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，包括控制器與主要傳感器的選型、器件之間的通信線路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)的核心設(shè)計(jì)思想等。實(shí)際運(yùn)行情況表明，基于改進(jìn)廣義預(yù)測(cè)控制算法的智能滴定儀位置控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠、動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力也得到明顯的提高，進(jìn)而