基于HART總線的模糊PID控制算法研究及其應(yīng)用.pdf

1、過程量的測量和控制在過程工業(yè)中起著非常重要的作用?，F(xiàn)場總線作為傳統(tǒng)工業(yè)數(shù)據(jù)總線類型之一，是過程量測控系統(tǒng)數(shù)字化必不可少的一部分。HART(Highway Addressable Remote Transducer)總線作為一種開放式的高速可尋址遠(yuǎn)程通訊協(xié)議，有著在模擬信號(hào)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字雙向通信的特點(diǎn)，可方便地使不同時(shí)期的設(shè)備從模擬量通信過渡到全數(shù)字化通信。本文以過程量控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為研究對(duì)象，基于HART總線對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化改造和控制算法

2、的理論研究。
　　首先，論文研究了原有的過程量控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)由于A/D采樣方案存在較大檢測誤差，導(dǎo)致系統(tǒng)測量和控制效果不理想，為此提出了基于HART的變送器信號(hào)獲取改進(jìn)方案。
　　其次，論文研究了HART總線的規(guī)范、協(xié)議和設(shè)備部署方式，構(gòu)建了基于HART的過程量控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并用LabVIEW設(shè)計(jì)了基于HART的過程量變送器數(shù)據(jù)獲取軟件，通過溫度變送器數(shù)據(jù)采集和液位實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對(duì)比分析，驗(yàn)證了HART數(shù)字總線采樣相對(duì)于A/

3、D采樣的優(yōu)勢。
　　最后，論文以溫度實(shí)驗(yàn)為例，為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了過程量模型，研究其PID、模糊PID控制算法。通過實(shí)際溫度控制實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了采用HART獲取過程量的方案不僅能有效改善控制系統(tǒng)的性能，還能在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中驗(yàn)證PID、模糊PID等控制算法的控制規(guī)律。
　　本文研究及應(yīng)用的基于HART的模糊PID控制算法及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)不僅可以作為學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，用于了解各種過程量變送器的工作原理、實(shí)際體會(huì)真實(shí)過程量控制系統(tǒng)的控制過程、學(xué)習(xí)