無模型自適應(yīng)控制在水位-溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)化程度的不斷提高，工廠對(duì)于被控對(duì)象一系列指標(biāo)的控制精度的要求也變得越來越高，但被控對(duì)象的模型卻越來越復(fù)雜，這就使得傳統(tǒng)的基于模型的控制方法已無法滿足現(xiàn)代的控制需求。同時(shí)，隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)過程中能夠獲得大量的過程數(shù)據(jù)，能夠利用這些過程數(shù)據(jù)直接進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制理論逐漸成為當(dāng)前自動(dòng)控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
　　在實(shí)際過程控制中，液位和溫度是兩個(gè)具有代表性的系統(tǒng)狀態(tài)變量，兩者的控制品質(zhì)能夠影響工業(yè)過程的

2、好壞，而且液位和溫度控制系統(tǒng)在實(shí)際過程中由于受到自身復(fù)雜特性的影響，使得其數(shù)學(xué)模型難以精確建立。因此，面向這些狀態(tài)變量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制，是自動(dòng)化領(lǐng)域非常有意義的研究課題。同時(shí)，一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)先進(jìn)控制理論的實(shí)施與驗(yàn)證尤為重要。針對(duì)這類平臺(tái)的開發(fā)、搭建與改造也是控制工程的研究重點(diǎn)。因此，本文針對(duì)過程控制中液位和溫度的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制等問題，以及過程工業(yè)中的平臺(tái)搭建做了若干研究，具體描述如下。
　　(1)針對(duì)過程控制中液位、溫度控制中

3、存在的大時(shí)滯、模型不確定、被控對(duì)象建模困難的問題，提出了基于無模型自適應(yīng)控制的液位控制方案、溫度控制方案、溫度-液位耦合時(shí)的溫度-液位解耦控制方案。
　　(2)在天煌科技有限公司生產(chǎn)的THJ-2型過程控制裝置的基礎(chǔ)上，拓展開發(fā)出了溫度-液位調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。用Altium Designer軟件完成整套系統(tǒng)的原理圖和PCB圖設(shè)計(jì);用Microsoft Visual Studio2010軟件完成了過程控制系統(tǒng)軟件平臺(tái)的開發(fā)。在該平臺(tái)上能進(jìn)

4、行控制算法的實(shí)現(xiàn)、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換以及串口通信。
　　(3)在搭建好的自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，模擬工業(yè)生產(chǎn)過程中的復(fù)雜工作情況，并進(jìn)行了一系列的液位控制實(shí)驗(yàn)以及溫度控制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文所使用的無模型自適應(yīng)控制方案對(duì)于有非線性、大時(shí)滯、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)變特性的被控對(duì)象，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的控制精度，穩(wěn)定性及魯棒性，即所提方案的應(yīng)用性得到了驗(yàn)證。
　　(4)在Matlab仿真環(huán)境下，對(duì)所提控制方案的控制器參數(shù)進(jìn)行了縱向參數(shù)對(duì)比，此外還同傳