（农业电气化与自动化专业论文）基于预测解耦算法的温湿度控制系统研究

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2、i；：}：}学位论文版权使用授权书J1JillIJJllJllIIJJJllIIIIIrllrrlllY1894588江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查

3、询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密口。学位论文作者签名：多喔林捌f年‘月J易日尸¨’D／o，7“指导教师签名：橱至少H年6其fjfB性声明是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：莒、睫株加11年多月B日近年来，无线传感器网温室中J下得到越来越广泛的信号传输性能，尤其是在温尚无相关的测试平台，因此有重要的

4、现实意义。温湿度控制系统具有非线性、强耦合、多干扰和时变性等特点。由于无法获得系统的精确数学模型，传统控制方法很难实现较好的控制效果。由于动态矩阵控制(DMC)只需要对象的阶跃响应模型，对模型结构要求不高，所以在复杂的工业控制中得到了广泛应用。本文在单变量DMC算法的基础上，通过前馈补偿措施设计了解耦算法。并为提高算法的使用范围，设计了基于加权方式的自适应解耦算法，实现对不同工况下耦合参数的自动调整，从而克服了模型严重失配对控制精度的影响。为验证所提出算法的有效性，进行了与PID控制的仿真对比实验。利用阶跃响应法获得加热和加湿时的各个模型，以这些模型

5、为基础，分别进行了PID和预测解耦仿真。通过对仿真实验曲线的对比分析，可知预测解耦算法能够有效地减弱温度和湿度之间的动态耦合，且有很高的控制精度。WSN节点恶劣环境测试平台主要由密闭保温箱、执行机构、单片机控制器和工控机构成。在平台上，分别进行了PID控制试验和自适应DMC解耦试验。下位机以C8051F410单片机为核心，上位机中的算法程序是在VB6．0环境中开发的。在上位机上分别编写了增量式PID控制程序和自适应DMC解耦程序。对比两种控制方法的实际运行试验，结果表明：所提出算法在稳定性和准确性上都存在很大的优势，并很好地实现了温湿度之间的动态和静

6、态解耦。关键词：温湿度控制，动态矩阵控制，动态解耦，自适应算法Thetemperatureandhumiditysystemhasthecharacteristicofnonlinearity，strongcoupling，multi—interferenceandtime-variance．Thetraditionalcontrolmethodscannotgetgoodperformances，foritisdifficulttogetprecisemathmodel．DynamicMatrixControl(DMC)justneedsstepr

7、esponsemodelandlessdemandsonthemodelstructure，SOitiswidelyusedincomplexindustrialcontr01．ThispaperdesigneddecouplingalgorithmsbyforwardfeedbackbasedonsinglevariableDMCalgorithm．Adaptivedecouplingalgorithmwasdesignedtoenlargetheapplicationrangeofalgorithm．Thedecouplingparameters

8、canbeadjustedautomaticallyindifferentworkingmodes，thereforetheproposedalgorithmsCaneffectivelyovercometheeffectofmodelseveremismatchtocontrolaccuracy．Toverifytheeffectivenessoftheproposedalgorithms，thecomparedsimulationexperimentwithPIDwasconducted．Weobtainedtheheatingandhumidi

9、fyingmodelsinthewayofstepresponse．Andthen，thesimulatio