基于matlab和“组态王”的预测控制实验平台的建立

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1、基于Matlab和“组态王”的预测控制实验平台的建立基于Matlab和“组态王"的预测控制实验平台的建立霍浩，毕效辉，徐晓伟，赵伟(西南科技大学信息工程学院，四川绵阳621002)摘要：通过DDE(动态数据交换)可以实现组态软件与Matlab之间的通信。本文以AB2000E型过程控制设备为控制对象，以Matlab和”组态王”软件平台为工具，建立了双容水箱液位预测控制的实验平台。由”组态王”软件生成人机界面，Matlab完成预测控制算法的运算，通过实验，证实其具有较好的控制效果。通过DDE通讯，对其他先进控制算法的实测也有很好的实用价值。关键词：DDE；预测控制；组态王；AB2000E中

2、图分类号：TP206+．1文献标识码：B文章编号：1817—0633(2009)01—0039—02EstabHshmentofPredictiveControlExperimentPlatformBasedonMatlaband“KingView”HU0Hao，BIXiao—hui，XUXiao—wei，ZHA0Wei(SchoolofInformationEngineering，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，MianyangSichuan621002)Abstract：Thecommunicationbetweenconfigu

3、rationsoftwareandMatlabcanbeachievedthroughtheDDE(DynamicDataEx—change)technology．ThispaperintroducesthattakingtheprocesscontroldeviceofAB2000Easacontrolledobject，withKingViewandMatlab．anexperimentplatformofpredictivecontro1forwaterlevelofdouble—container．KingViewconfigurationsoftwareisusedtogen

4、eratetheHMIgraphics，whileMatlabtoimplementtheoperationsofthepredictivecontrolalgorithm．TheexperimentprovesthatabettercontroleffectllasbeenrealizedanditisofpracticabilityforthepredictionsofotheradvancedeontrolalgorithmsthroughDDEcommunicationtechnology．Keywords：DDE；PredictiveControl；KingView；AB20

5、0oE1引言泵、被控对象的液位、液位由压力变送器检测变送至ADAM5017Matlab工程计算能力强大，然而不能与现场工控设备直接数送入微机，然后由组态王界面显示出来，并通DDE技术将数据送人Matlab算法程序进行后台控制运算，控制结果返回组态王，由据通信制约了它的应用范围，致使很多先进控制算法仍然只是组态王通ADAM5024输出的电流信号调节电动阀以达到液位控停留在纯数字仿真阶段，对算法有效性的验证存在不足。而常见制的作用。同时为了提高传输的安全性，我们通过ADAM4520将的控制实验平台主要针对PID等基本算法进行验证，很少能进行RS232转换为RS485总线。先进控制算法的实测

6、。预测控制是近年来发展起来的一类新型的计算机控制算法，且具有很好的控制效果。所以为更有效的检验先进过程控制算法的性能，本文设计了基于Matlab和组态王的预测控制算法的实测平台。动态数据交换(DDE)是Windows应用程序间数据交换的主流技术，因此可以通过DDE协议将组态王与Matlab结合起来，充分发挥各自的优点，如图l所示。其中，组态王工控软件显示友好的图形界面，图2系统结构图图1DDE通信框图操作人员可以在界面E直接操作。上位机主控程序通过A／D模块进行数据采集，采集到3预测控制基本原理的数据一方面可送到组态王进行动态显示，另一方面可送到3．1预测模型Matlab进行复杂的运算

7、处理，运算后的结果再送回组态王，然后在动态矩阵控制(DMC)中，首先要测定对象的阶跃响应，把可通过D／A模块输l叶I控制量。通过实现对双容水箱液面预测控阶跃响应曲线分成N段，这里取N=10，设采样周期为T=tdl0，对制实验平台的建立，实时曲线对液面进行了监控，从控制的实时每个采样时刻，就有一个值aj(i=l，2，3，⋯⋯，10)，称之为内部模曲线来看，取得了较好的控制效果，证明这种算法具有一定的鲁型。把阶跃响应的平衡位置取为a，取预测步长为4