模糊Smith控制在PLC中的實現(xiàn)及應(yīng)用.pdf

1、時滯系統(tǒng)作為復(fù)雜控制系統(tǒng)中的一個重要部分，廣泛存在于現(xiàn)代的工業(yè)過程中。同時，它也是控制理論應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域，因此對于時滯系統(tǒng)的研究有很重要的意義。本文研究了時滯系統(tǒng)的Smith控制方法，并實現(xiàn)了其在水箱液位控制中的應(yīng)用。
　　 通過實驗建模和機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)時間等方面都有較好的控制品質(zhì)，且可實現(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，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過程控制實驗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，離線計算出模糊查詢表，將Smith預(yù)估算法離散化，運用控制器編程軟件STEP7編寫程序，在西門子S7-300 PLC上實現(xiàn)該控制算法。并且使用WinCC監(jiān)控組態(tài)軟件，設(shè)計實驗監(jiān)控界面，對實驗過程進行實時監(jiān)控。結(jié)果表明，本文所采用的模糊Smith控制算法，不