三容系统智能数字滤波器设计 毕业设计

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1、三容系统智能数字滤波器设计摘要：多容器流程系统是过程控制中的一种典型的被控对象，生产实践中有着广阔的应用背景。在检测的过程中，由于工况复杂，很容易产生测量噪声，从而使基于系统状态常规控制策略的控制系统无法投入运行，或运行效果不好，严重地影响生产安全和经济效益。本文以三容实验系统为例设计数字滤波器，首先建立三容系统的数学模型，再基于SIMULINK建立三容仿真实验系统，然后设计了防脉冲干扰平均值滤波器、中值滤波器、滑动算术平均值滤波器、滑动加权算术平均值滤波器、一阶低通滤波器5种数字滤波器进行滤波，比较各种滤波器滤波效果的优劣，以及各自的特性。在应用的过程中，数字滤波器滤波的平滑性始终与其真实性

2、是矛盾的。为了解决这个矛盾，本文设计了非线性一阶数字滤波器，当数据快速变化时使数据快速跟上，当数据变化缓慢时平滑性优先。然后运用这种滤波器进行滤波，达到了良好的滤波效果。关键词：数字滤波；噪声干扰；三容系统Abstract：Multi-vesselprocesssystemisatypicalprocesscontrolinacontrolledobjectandproductionpracticehasbroadapplicationbackground.Asthecomplexityofworkingconditions,itisverysusceptibletogeneratemeasu

3、rementnoiseintheprocessoftesting.Asaresult,conventionalcontrolstrategyofcontrolsystembasedonsystemstatuscannotbeputintooperationorbadintheoperationaleffect.Therefore,itisseriouslyaffectedtheproductionofsafeandcost-effective.Itakethethree-tanksystemforexampletodesigndigitalfilterinthisthesis.Firstly,

4、establishamathematicalmodelofthree-tanksystem.Secondly,establishSIMULINK-basedthree-tanksimulationsystem.Thirdlytodesignfivefilterstofilterwaves,anti-pulseandanti-interferenceaveragefilter,medianfilter，slide-arithmetic-meanfilter,slidingweightedarithmeticmeanfilter,first-orderlow-passfilter.Atlast,c

5、omparethefilteringeffectofthevariousfiltersandtheircharacteristics.Intheapplicationprocess,thesmoothnessofdigitalfiltersfilteringanditsauthenticityhasalwaysbeencontradictory.Toresolvethisconflict,Idesignakindofnonlinearfirst-orderdigitalfilterinthethesis.Thatistosay,rapidlychangewhenthedataquicklyto

6、keepupwiththedata,changeisslowwhenthedatasmoothnesspriority.Aboveall,thiskindoffiltercanachieveagoodfilteringeffect.Keywords：Digitalfiltering;Interferenceofnoise;Three-tanksystem1引言自本世纪30年代以来，自动化技术获得了惊人的成就，已在工业自动化生产和科学发展中起着关键的作用。目前，自动化装置已成为大型设备不可分割的重要组成部分。在现代工业生产过程自动化中，过程控制技术正在为实现各种最优技术经济指标、提高经济效益和社

7、会效益、提高劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生、提高市场竞争能力等方面起着越来越关键的作用。实际上，生产过程自动化的程度已成为衡量工业企业现代化水平的一个重要标志。回顾自动化技术发展的历史，可以看到它与生产过程本身的发展有着紧密的联系，是一个从简单形式到复杂形式，从局部自动化到全局自动化，从低级智能到高级智能的发展过程。多容器流程系统正是过程控制中的一种典型的被控对象，生产实践中有着