资源描述：
《基于虚拟仪器的模糊pid控制算法的双容液位控制系统实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、西南民族大学学报·自然科学版第36卷第6期Nov.2010___________________________________________________________________JournalofSouthwestUniversityforNationalities⋅NaturalScienceEdition文章编号:1003-2843(2010)06-1040-05基于虚拟仪器的模糊PID控制算法的双容液位控制系统实现杨洪,古世甫(西华大学电气信息学院,四川成都610039)摘要：研究了一种可实现模糊PID控制的双容液
2、位控制系统,此系统利用XLPC-III过程控制实验装置和虚拟仪器实现了PID控制器参数的在线自整定和直观实验效果,同时又增强系统的抗扰能力,从而改变了传统双溶液位控制中的非线性、参数时变、工控机作为下位机特点,降低了传统双容液位控制系统开发难度、缩减了系统开发时间.实验对液位从70mm上升到125mm稳定范围进行分析,结果表明,此系统具有良好的动态品质.关键词：模糊PID;双容液位控制系统;XLPC-III过程控制装置;虚拟仪器中图分类号:TB114.2文献标志码:A1引言双容水箱液位控制作为过程控制的典型代表,是众多过程控制专家研究
3、的热点之一,由于其自身存在滞后、非线性特性及控制比较复杂的特点,系统状态,系统参数和控制算法均会直接影响控制精度,经典的PID控制[1]显然难以达到比较好的控制效果；而模糊控制作为经典的控制方法,因此只要设计合理便能达到满意的控制效果,本文就是将模糊PID控制应用在双容液位控制中的一种实用的控制系统.2系统实现“过程控制”是现代工业自动化的一个重要领域.它在石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等连续型工业生产中,在实现生产过程、提高生产质量与劳动生产率、改善劳动条件、保护生态环境、优化各种技术经济指标等方面起着越来越大的作用.研究
4、双容液位控制系统是利用上海齐鑫自动化设备有限公司开发的XLPC-III过程控制实验装置和虚拟仪器构建可实现模糊PID控制的过程控制系统,此系统改变了传统双溶液位控制中的非线性、参数时变、工控机作为下位机特点,同时降低了传统双容液位控制系统开发难度、缩减了系统开发时间.系统的实现分为硬件构建和软件实现两部分.2.1硬件实现系统采用变频水泵将水抽到高压水塔,对双容水箱供水,水从电磁流量计流入、经电动执行阀流进水箱1,经水箱之间的联通阀流进水箱2.双容水箱控制结构示意图如图1所示：2.2数据采集与控制实验装置的数据采集与控制主要由NI公司的
5、PC机控制PXI模块PXI-6221、PXI-8196嵌入式控制器、组[2-3]合机箱PXI-1042Q、数据采集卡PXI-6221、信号调理模块SCB-68组成.___________________________收稿日期：2010-10-14作者简介：杨洪(1972-),男,四川射洪人,西华大学电气信息学院讲师,研究方向:设备故障诊断;智能控制技术及应用;嵌入式技术研究与应用.___________________________________________________________________第6期杨洪,等:基于
6、虚拟仪器的模糊PID控制算法的双容液位控制系统实现1041图1双容水箱控制结构图图2控制流程图数据采集是将水箱2上方液位变送器输出的电流信号输入到IV转换板,电流信号通过SCB—68调理模块输入到PXI-6221采集卡,再输入到PXI-8196,经控制算法程序处理,得到控制量U.控制是将控制量U经PXI-6221,由SCB-68将控制量输入到执行机构(电动执行阀)控制入水流量.数据采集、控制流程图图2：2.3系统软件2.3.1软件开发平台LABVIEW软件开发平台LABVIEW开发环境由前面板和流程图组成,前面板是用于人机交互的图形用
7、户接口,流程图主要由前面板上控件的图标、函数图标和连线组成.[4-5]整个系统软件分为几个子程序：数据采集、控制算法、文件存储、数据显示.系统的上位机界面采用LabVIEW软件设计,模糊PID算法通过Matlab语言实现.2.3.2数据采集LABVIEW数据采集是LabVIEW的核心技术之一.本文利用Measurement&AutomationExplorer(MAX)进行采集卡配置,采用有参考地单端测量方式,对数据进行采集.信号采集程序如图3所示：图3信号采集程序图4自整定模糊PID控制结构图2.3.3MATLAB软件与LabVIE
8、W接口MATLAB软件是通过MATLABScript节点方式与LabVIEW进行接口.MATLABScript节点位于Mathematics子模板Formula子选项中.2.4模糊PID控制算法实现由常规PID控制部分和
