中国石油大学(华东)毕业设计(论文)

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1、中国石油大学(华东)毕业设计(论文)中国石油大学（华东）毕业设计（论文）一类非线性液位的控制方法及实验研究　　　　　　学生姓名：刘强　　　　　　学号：04051214　　　　　　专业班级：自动化04-2班　　　　　　指导教师：田学民（教授）　　　　　　　　2008年6月20日摘要　　本文根据油水分离器实验系统的特点，首先采用机理加实验的方法建立对象的广义数学模型。仿真分析对象的非线性特性，采用PID-反馈线性化方法控制被控对象。针对反馈线性化方法抗干扰能力和鲁棒性差的缺点，在反馈线性化基础上引入PID控制以提高反馈线性化的抗干扰能力和

2、鲁棒性。仿真比较PID-反馈线性化、常规PID和增益自适应，结果显示，PID-反馈线性化方法具有响应速度快，抗干扰能力强和鲁棒性好的优点。将PID-反馈线性化、常规PID和增益自适应方法用PLC程序实现，在油水分离器实验系统上进行实际液位控制，利用MCGS组态建立液位监控系统实时监控和记录数据。实验结果表明，改进反馈线性化具有较好的控制效果。　　关键字：非线性；反馈线性化；PLC；增益自适应；PIDABSTRACT　　Thispaperisbasedoncharacteristicoftheoilwaterseparatorexper

3、imentalsystem.Firstly,establishedgeneralmathematicalmodelusedmechanismandexperimentmethods.Thesimulationofnonlinearanalysisoftheobject,usingPID-feedbacklinearizationcontrolsthecontrolledobject.Becauseoffeedbacklinearizationpooranti-jammingcapabilityandrobustness,introdu

4、cedthePIDcontrollertoimprovetheanti-jammingcapabilityandrobustness.ComparedtosimulationofthePID-feedbacklinearization,conventionalPIDandgainscheduling,sincetheresultsshowedthattheimprovedfeedbacklinearizationwithfastresponse,stronganti-interferencecapabilityandwellrobus

5、tnessoftheadvantages.CompliedthePLCprogramofthePID-feedbacklinearization,conventionalPIDandgainscheduling.Experimentalizethelevelcontrolexperimentontheoilwaterseparatorexperimentalsystem,usedMCGSconfigurationlevelmonitoringsystem,setupreal-timemonitoringandrecordingofda

6、ta.Theresultsshowthatthefeedbacklinearizationhasbettercontroleffect.　　Keywords:nonlinear;feedbacklinearization;PLC;gainscheduling;PID;　　　　目录　　第1章前言11.1课题目的11.2国内外研究现状11.3课题研究的内容1第2章油水分离器建模与仿真32.1对象介绍32.2油水分离器数学模型32.2.1卧式圆柱罐数学模型32.2.2离心泵的数学模型42.2.3油水分离器广义数学模型82.3油水分离器非线性

7、特性仿真82.3.1油水分离器稳态特性82.3.2油水分离器动态特性92.3.3油水分离器模型线性化11第3章基于反馈线性化的控制系统设计133.1反馈线性化控制系统设计133.1.1反馈线性化133.1.2反馈线性化改进153.2增益自适应控制器设计193.3仿真比较203.3.1PID-反馈线性化和增益自适应控制效果比较203.3.2PID-反馈线性化与常规PID控制效果比较24第4章液位制系统实验274.1油水分离器液位控制实验系统274.2PLC介绍284.2.1PLC简介284.2.2PLC原理294.3控制系统的实现304

8、.4上位机组态334.4.1MCGS简介334.4.2MCGS组态过程344.5实验与分析364.5.1对象动态特性测试364.5.2结果分析37第5章结论43致谢44参考文献45　　第1章前言　　1.1课题目的　　在原