基于通用仿真平台的多温区耦合控制系统的设计与仿真

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1、论文题目：基于通用仿真平台的多温区耦合控制系统的设计与仿真作者姓名：专业名称：研究方向：指导教师：论文提交E1期：论文答辩日期：授予学位日期：2Q曼圣生§月2Q曼兰生鱼旦入学时间：职称：旦匮旦：一生一DESIGNANDSIMULATIoNoFMUI』rI．TEMPERATURECOUPLINGCoNTROLSYSTEMBASEDONGENERALSIMULATIONPLATFORMADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityo

2、fScienceandTechnologybyYaoChaoxiuSupervisor：ProfessorTaoAnliCollegeofInformationandElectricalEngineeringMay2013声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation，submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilos

3、ophyinShandongUniversityofScienceandTechnology，iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge·Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute．Signature：‰ckl‘：认Date：矽II；．‘．IV山东科技大学硕士学位论文摘要基于实验教学、科学研究和工程应用的需要，本文设计了一套能够仿真控制系统的通用控制对象仿真平台和作为通用控制器使用的控制平台，并在两个平台上完成了三个系统的半实物仿真设计。

4、仿真平台运行仿真算法，控制平台运行控制算法。本文建立了二温区耦合加热器的数学模型，然后通过下位机C语言和上位机VB程序及组态软件程序设计，完成二温区耦合加热器仿真设计。控制器采用增量式PID算法进行控制，并加入了对角阵解耦补偿或前馈解耦补偿。根据解耦效果确定对角阵解耦法效果较好，所以三温区耦合加热器和啤酒发酵系统的解耦采用对角阵解耦法。采用了增量式PID、智能PI、Smith预估补偿及最小拍4种控制算法完成三温区耦合加热器的控制，并给出了三变量耦合系统的对角阵解耦方法及实现。仿真结果表明PID和Smith预估补偿控制效果相差不大。智能PI控制系统反应最迅速，最小拍控制温度曲线平滑，温度也能

5、较快达到给定值。在深入研究了啤酒发酵工艺流程后，结合系统辨识和实践经验，将啤酒发酵罐内一个温区的数学模型近似为具有大惯性时间常数和大滞后的一阶惯性系统加纯滞后的形式。并分别用上述4中算法完成控制，观察仿真结果发现增量式PID、智能PI及Smith预估补偿控制在合适的控制系数下，均能较好的完成控制。智能PI控制系统反应迅速，控制效果最好。而最小拍控制器对于大惯性系统反应不够迅速，温度曲线不理想。关键词：通用仿真平台，多变量解耦，多温区耦合加热器控制，啤酒发酵温度控制ABSTRACTBasedontheneedsoftheexperimentalteaching，scientificresea

6、rchandengineeringapplications，thispaperdesignsagenericsimulationplatformthatcansimulatethecontrolsystemandagenericcontrolplatformthatCanbeusedasauniversalcontroller,andrealizeshardware．in．the．100psimulationof3controlsystemsonbothplatforms．Thesimulationplatformrunssimulationalgorithm，andcontrolplat

7、formrunscontrolalgorithm．Thispaperestablishes2temperaturezonesheater’Smathematicalmodel，andcompleteditssimulationdesignbydesigningslavecomputer’SCprogramandmastercomputer’SVBprogramandKingviewsoftwareprogram．Cont