基于組態(tài)王和MATLAB的多變量非線性系統(tǒng)在線控制的研究.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)過程中普遍存在一類具有多變量、非線性特性的復(fù)雜對(duì)象。對(duì)此類對(duì)象尋求合適的控制策略和高效的實(shí)現(xiàn)方法是工控領(lǐng)域的熱門課題之一。目前多變量非線性控制理論正快速發(fā)展，如變結(jié)構(gòu)控制理論、模糊控制理論等。但這些理論數(shù)學(xué)運(yùn)算較復(fù)雜；組態(tài)軟件為人們提供了一種高效快捷地實(shí)現(xiàn)控制的方法，但其數(shù)學(xué)運(yùn)算能力相對(duì)薄弱，難以實(shí)現(xiàn)如上述的一些復(fù)雜控制策略，這就需要擴(kuò)充組態(tài)軟件的功能。 本文探討了組態(tài)王和MATLAB的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)(DDE)，實(shí)現(xiàn)了

2、二者混合編程開發(fā)控制系統(tǒng)軟件的功能。分析了兩種多變量非線性系統(tǒng)理論——滑模變結(jié)構(gòu)控制理論和模糊控制理論，導(dǎo)出了滑?？刂破骱湍：刂破鞯脑O(shè)計(jì)方法。進(jìn)一步設(shè)計(jì)開發(fā)了以下二個(gè)控制系統(tǒng)，并取得了優(yōu)良的控制品質(zhì)。 1.雙容液位滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)。這是一個(gè)兩輸入兩輸出的非線性控制系統(tǒng)，控制對(duì)象是上、下水箱的液位。由于滑模變結(jié)構(gòu)控制具有降階、魯棒性強(qiáng)、響應(yīng)快等特點(diǎn)，因此系統(tǒng)采用滑模變結(jié)構(gòu)控制策略。根據(jù)滑?？刂圃O(shè)計(jì)方法，建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和狀

3、態(tài)方程并將其分解為兩個(gè)單輸入的非線性系統(tǒng)，選取了線性切換函數(shù)和指數(shù)趨近律，進(jìn)而推導(dǎo)出各狀態(tài)下的控制律。系統(tǒng)在線運(yùn)行取得了優(yōu)良的控制品質(zhì)，證實(shí)了滑模變結(jié)構(gòu)控制的優(yōu)越性。 2.溫度模糊控制系統(tǒng)。這是一個(gè)兩輸入兩輸出的溫度非線性、大延遲、強(qiáng)耦合的系統(tǒng)。由于其數(shù)學(xué)模型難以精確寫出，而模糊控制無需知道對(duì)象的精確模型且模糊控制器自身具有解耦特性，因此本系統(tǒng)采用模糊控制策略。根據(jù)模糊控制理論和作者的多次操作經(jīng)驗(yàn)，分別建立了輸入輸出的模糊集、模