基于模糊PID的Smith预估碱液温控系统-论文.pdf

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1、文章编号：1001—9944(2014)07．0043—05基于模糊PlD的Smith预估碱液温控系统邢健峰．纪志成(江南大学电气自动化研究所，无锡214122)摘要：针对脱盐水系统中碱液温度换热系统的大时滞、时变性、工况复杂等特点，提出一种基于模糊自整定PID的Smith预估控制系统．利用对系统偏差量与偏差变化率的采集，建立模糊控制表对PID控制器的3个参数进行在线自整定，通过Smith预估器对系统中的时间滞后进行补偿。文中详细阐述了模糊控制器的设计与Smith预估器的PLC实现方法，并对系统进行了仿真分析。实际运行结果表明，该控制系统有效地提升了系统的动态与稳态特性，克服了

2、大延迟对系统造成的影响。该系统在重庆某轮胎公司脱盐水站中运行效果良好。关键词：模糊控制；自整定；Sm1th预测；换热器中图分类号：TP273文献标志码：BLyeTemperatureControlSystemsBasedonSmithFuzzy-PIDXINGJian-feng．儿Zhi—cheng(InstituteofElectricalAutomation，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：Forthelyetemperatureheatexchangersystemindesahedwatersystemha~ng

3、characteristicsoflargetimedelay，time—varying，complicatedworkingcondition，etc．AtemperaturecontrolsystemwasproposedbasedOilSmithFuzzy-PIDcontrol，usingthevaluesofsystemdeviationanddeviationchangerate，setupafuzzycontroltableforthethreeparametersofPIDcontrolleron-lineself-tuning，aSmithpredictorwa

4、salsousedinthesystemtocompensatethetimedelay．ThispaperdescribesthedesignmethodoffuzzycontrollerandthePLCrealizationmethodoftheSmithpre·dictor，furthermore，thispapergivesasimulationanalysistothecontrolsystem．Practicaloperationresultsshowthat，thecontrolsystemeffectivelyimprovesthesystemdynamica

5、ndstaticcharacteristics，overcomestheimpacttothesystemcausedbythelongtimedelay．ThesystemwasrunningwellintheChongqingHankooktiredesaltedwatersystem．Keywords：fuzzycontrol；self-tuning；Smithpredictor；heatexchanger工业控制过程中时间滞后是一个普遍存在的控制系统[3]，这些控制系统都取得较好的控制效果，现象，对于时滞时间较小的控制系统．可以通过常但是，它们都缺乏一定的自适应机制。在

6、工业控制规的PID控制器进行控制。但对于时间滞后较大的系统中，工况的不同会伴随着多种过程量的变化，控制系统，常规的控制方法常无法满足工业上的控需要控制系统根据不同工况进行自适应的变化。制要求。对于一些大时滞的系统来说，现阶段存在多温度控制具有滞后性，使得被控量不能及时反种解决办法，如预测时滞PI控制网”．基于Smith映控制器的动作。控制信号要延迟一段时间才能反预估器的PID控制系统[21，具有内膜结构的PI／PID映到被控量上，同时当系统中存在扰动时，控制器收稿日期：2013—12—26；修订日期：2014—01—17基金项目：国家自然科学基金资助项目(61174032)作者

7、简介：邢健峰(1989一)，男，硕士研究生，研究方向为检测技术及其自动化装置；纪志成(1959一)，男，工学博士，教授博士生导师，研究方向为复杂非线性控制系统、智能控制技术及其应用。自动化与仪表20／4(7)四无法及时对干扰信号产生抑制作用}4，若采用传统规的PID控制往往无法满足控制要求。故本系统采的PID控制器对被控量进行控制，在滞后时间较长用了SmithFuzzy—PID控制策略。的情况下，控制系统无法达到控制要求。采用Smith预测器控制可以有效的减少因为时滞而对系统产2控制器设计生