液位集散控制系统的设计与实现

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1、南京理工大学硕士学位论文液位集散控制系统的设计与实现姓名：冯向丽申请学位级别：硕士专业：系统工程指导教师：徐志良20080630硕士论文液位集散控制系统的设计与实现摘要多容串接水箱液位控制系统是一种多变量、慢时变、大惯性的典型非线性系统，该系统难以用精确的数学模型来表示，采用常规的单回路PID控制效果较差。随着技术的发展，串级PID控制被广泛地应用于多变量、频繁扰动的被控系统，然而常规的串级控制系统由于采用参数不变的PID控制器，控制效果亦不理想。于是，人工智能控制方案应运而生，模糊控制以其特有的优势被广泛应用。本文将模糊控制与串级PID控制相结合，扬长避短，充分发挥PID控制稳态精度高

2、、串级控制抗扰动强和模糊控制动态性能良好的优点。本文以浙江中控技术有限公司的ECS．100集散控制系统和AE2000实验装置为开发平台，作了如下研究：首先，深入分析了三容串接水箱被控对象运行过程的动静态特点，并在实验的基础上选用响应曲线法对被控对象进行建模；其次，在MATLAB／Simulink中分别对传统的单回路PID控制、串级PID控制和模糊PID串级控制进行了仿真，并且对仿真结果做了系统分析；最后，将上述三种控制方案分别在ECS．100控制系统中进行硬件组态和软件编程设计，并对比分析其控制结果，实验证明模糊PID串级控制在多变量、慢时变、大惯性系统中具有良好的控制效果。关键词：集散

3、控制系统，组态，串级控制，模糊PID串级控制摘要硕士论文AbstractMulti-tankwaterlevelcontrolsystemisatypicalnon—linearsystemwitllmulti—variable，slowlyvariedandinertial．111esystemisdifficultexpressedbyprecisemathematicalmodel．Theconventionalsingle—loopPIDcontrolisdifficulttoachievethedesiredrequirements．Withthedevelopmentofte

4、chnology,themulti-variable，frequentlydisturbedobjectiscontrolledbycascadePIDarithmetic．However,cascadePIDcontrolsystemduetothesameparametersofthePIDcontroller,whichdoesn’tbesatisfied、^，itllthecontrolresult．Thus，artificialintelligenceprogrammecomesintobeing．Fuzzycontroliswidelyusedbecauseofitsuniq

5、ueadvantage．Inthisthesis，thecontrolarithmeticthatcombinesthefuzzycontrolandcascadePIDcontrol，takesadvantagesofsteady-statehighprecisionofPIDcontrol，anti·disturbancecapacityofcascadecontrolanddynamicperformanceoffuzzycontr01．kthisthesis，ECS一100DCSandAE2000experimentaldeviceoftheControlTechnologyCo

6、．，Ltd．ofZhejiang’Sisusedasthedevelopmentplatform．Threepartsareresearchedasfollows：Firstly,thestaticanddynamiccharacteristicsofthethree-tankwaterlevelcontrolsystemiSanalysed．Then，themodelofthree—tankwaterlevelcontrolsystemiSeducedbasedonexperimentbyresponingoflaw．Secondly,theconventionalsingle-loo

7、pPIDcontrol，theconventionalcascadePIDcontrolandfuzzyPIDcascadecontrolaresimulatedrespectively,andtheresultsareanalysedsystematicly．Finally,thetl矗eecontrolarithmeticsareconfiguredinthehardwareandsofhvareofECS一100control