模糊Smith控制在PLC中的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用.pdf

1、時(shí)滯系統(tǒng)作為復(fù)雜控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要部分，廣泛存在于現(xiàn)代的工業(yè)過程中。同時(shí)，它也是控制理論應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域，因此對于時(shí)滯系統(tǒng)的研究有很重要的意義。本文研究了時(shí)滯系統(tǒng)的Smith控制方法，并實(shí)現(xiàn)了其在水箱液位控制中的應(yīng)用。
　　 通過實(shí)驗(yàn)建模和機(jī)理建模的方法建立了由液位傳感器、電動調(diào)節(jié)閥及水箱組成的廣義對象的數(shù)學(xué)模型。針對被控對象的時(shí)滯特性，為提高Smith預(yù)估器的魯棒性，采用模糊Smith結(jié)構(gòu)的控制器。為消除模糊控制引起的穩(wěn)態(tài)

2、誤差，設(shè)計(jì)出帶有積分作用的模糊Smith預(yù)估控制器。使用Matlab/Simulink對該控制算法進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明帶積分的模糊Smith控制的魯棒性較好，在超調(diào)量、響應(yīng)時(shí)間等方面都有較好的控制品質(zhì)，且可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無靜差。
　　 由于Smith控制需要被控對象精確數(shù)學(xué)模型，利用自適應(yīng)控制的優(yōu)點(diǎn)，分別基于局部參數(shù)最優(yōu)理論與李雅普諾夫穩(wěn)定理論設(shè)計(jì)出自適應(yīng)Smith控制器。仿真結(jié)果表明自適應(yīng)Smith控制有著較好的魯棒性能、動態(tài)性能

3、和抗干擾性。
　　 根據(jù)以上的理論與仿真研究，將帶積分的模糊Smith控制應(yīng)用于天煌教儀THJ-1過程控制實(shí)驗(yàn)裝置中水箱液位的控制，該系統(tǒng)的控制器為西門子S7-300 PLC，離線計(jì)算出模糊查詢表，將Smith預(yù)估算法離散化，運(yùn)用控制器編程軟件STEP7編寫程序，在西門子S7-300 PLC上實(shí)現(xiàn)該控制算法。并且使用WinCC監(jiān)控組態(tài)軟件，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)監(jiān)控界面，對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。結(jié)果表明，本文所采用的模糊Smith控制算法，不