轮机自动化与智能化专业毕业论文 [精品论文] 变结构控制理论在非线性温度系统中的应用研究

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1、轮机自动化与智能化专业毕业论文[精品论文]变结构控制理论在非线性温度系统中的应用研究关键词：蒸汽锅炉滑模变结构非线性模型MATLAB软件温度控制器计算机仿真摘要：温度控制不管在实验系统还是在工程应用上都是非常普遍的。而调节器是控制系统中非常重要的部分，为了取得更好的温度控制效果，须要对控制算法进行研究。本文提出用滑模变结构控制算法来设计控制器，根据控制的过程和工作原理以及实测的可控硅调压阀开度、产生的热流量等数据，在MATLAB环境下利用直线形式拟合出调节阀开度和热流量的线性关系，再依据工程热力学和传热学的原理，建立起整个双容温度控制系统的非线性模型。在此非线性模型的基

2、础上，将温度系统数学模型分解为一个二阶线性系统和一个单输入非线性系统来研究，对单输入非线性微分方程，则分别变换为高阶常微分方程、线性简约型和一类仿射非线性系统形式，求取各形式的基于线性切换面的等效控制和滑模运动方程；然后取合适的趋近律求得滑模变结构控制器；再把整个温度系统非线性模型作为一个多输入非线性系统的整体来进行研究，包括采用非线性状态变换和相变量形式两种方法，最终得到了滑模变结构控制器。在MATLAB软件平台上，对温度系统模型进行Simulink仿真，并对仿真结果进行了分析；并对滑模变结构控制的抖动问题进行讨论。得出的结论是：1.所设计的温度系统的非线性模型是合理

3、的；2.滑模变结构控制算法对非线性系统的控制效果是明显的；3.滑模变结构控制有跟踪性能好、超调小、响应快、误差小、抗干扰能力强和鲁棒性好等优点，但也存在抖动问题。在MATLAB/Simulink仿真的基础上，以DSP仿真器为硬件，进行滑模变结构控制系统的原型代码下载，为产品的开发提供了依据。在过程控制实验装置上，对实验装置自带的解耦控制(利用的是传统的PID算法)的实验结果进行了分析；然后利用该实验装置和组态王软件平台，进行了滑模变结构非线性水温系统的C语言软件设计，从系统运行的情况和实验结果来看，验证了滑模变结构控制算法比PID控制有响应快、鲁棒性好、超调小等诸多优点

4、。正文内容温度控制不管在实验系统还是在工程应用上都是非常普遍的。而调节器是控制系统中非常重要的部分，为了取得更好的温度控制效果，须要对控制算法进行研究。本文提出用滑模变结构控制算法来设计控制器，根据控制的过程和工作原理以及实测的可控硅调压阀开度、产生的热流量等数据，在MATLAB环境下利用直线形式拟合出调节阀开度和热流量的线性关系，再依据工程热力学和传热学的原理，建立起整个双容温度控制系统的非线性模型。在此非线性模型的基础上，将温度系统数学模型分解为一个二阶线性系统和一个单输入非线性系统来研究，对单输入非线性微分方程，则分别变换为高阶常微分方程、线性简约型和一类仿射非线

5、性系统形式，求取各形式的基于线性切换面的等效控制和滑模运动方程；然后取合适的趋近律求得滑模变结构控制器；再把整个温度系统非线性模型作为一个多输入非线性系统的整体来进行研究，包括采用非线性状态变换和相变量形式两种方法，最终得到了滑模变结构控制器。在MATLAB软件平台上，对温度系统模型进行Simulink仿真，并对仿真结果进行了分析；并对滑模变结构控制的抖动问题进行讨论。得出的结论是：1.所设计的温度系统的非线性模型是合理的；2.滑模变结构控制算法对非线性系统的控制效果是明显的；3.滑模变结构控制有跟踪性能好、超调小、响应快、误差小、抗干扰能力强和鲁棒性好等优点，但也存在

6、抖动问题。在MATLAB/Simulink仿真的基础上，以DSP仿真器为硬件，进行滑模变结构控制系统的原型代码下载，为产品的开发提供了依据。在过程控制实验装置上，对实验装置自带的解耦控制(利用的是传统的PID算法)的实验结果进行了分析；然后利用该实验装置和组态王软件平台，进行了滑模变结构非线性水温系统的C语言软件设计，从系统运行的情况和实验结果来看，验证了滑模变结构控制算法比PID控制有响应快、鲁棒性好、超调小等诸多优点。温度控制不管在实验系统还是在工程应用上都是非常普遍的。而调节器是控制系统中非常重要的部分，为了取得更好的温度控制效果，须要对控制算法进行研究。本文提出

7、用滑模变结构控制算法来设计控制器，根据控制的过程和工作原理以及实测的可控硅调压阀开度、产生的热流量等数据，在MATLAB环境下利用直线形式拟合出调节阀开度和热流量的线性关系，再依据工程热力学和传热学的原理，建立起整个双容温度控制系统的非线性模型。在此非线性模型的基础上，将温度系统数学模型分解为一个二阶线性系统和一个单输入非线性系统来研究，对单输入非线性微分方程，则分别变换为高阶常微分方程、线性简约型和一类仿射非线性系统形式，求取各形式的基于线性切换面的等效控制和滑模运动方程；然后取合适的趋近律求得滑模变结构控制器；再把整个温度系统非线性模