关键字 |
| PID控制器、内模控制(IMC)、Ziegler-Nichols (zn)和水平的过程。 |
介绍 |
| 水平控制主要用于工业过程的应用程序。研究人员还拿出的想法为非线性液位控制过程[5],[6],[7],[8],[9]。水平过程的总目标是实现一组点和稳定水平圆柱形罐制造商可能会使用很多不同的测量技术之一来确定级别,包括雷达、超声波、浮表、压力测量。圆筒形储罐系统涉及到液位控制问题普遍存在于工业飙升坦克,最终控制元件控制回路级通常是一个阀的输入和/或流出到水箱的连接。因为它往往是至关重要的,以避免油箱溢出,冗余控制系统有时雇佣水平。最终的产品总是取决于控制器的精度水平。控制器的目的是达到目标和快速跟踪新设置点值的能力。控制器调整以匹配过程的控制设备的特点,保持系统稳定。调优方法(zn和IMC)用于水平过程中优化控制器。一些研究人员界面上的一个传感器使用模拟退火与非线性过程。[6] |
| 内模控制(IMC)结构提供了一个合适的框架,用于满足这些目标。详细描述了内部ModelControl (IMC)是由莫拉里和Zafiriou[2],这种技术是由许多其他研究人员使用。使用内部ModelControl (IMC)的设计过程中,控制器复杂性完全取决于两个因素:模型的复杂性和性能要求的设计师。本文的目的是为目标和简单的模型表明,常见的化学过程控制,IMC设计过程导致自然PID-type控制器。 |
材料 |
| 答:实验装置 |
| 实验装置由圆筒形储罐、水库、泵、轮值表计、差压变送器,压力转换器电流(I / P转换器),气动控制阀,个人电脑(PC)。使用差压变送器的压差计算,也感觉电流信号并将其发送到显示框。 |
| 当前压力转换器转换电流信号(4-20mA)压力信号(3-15psi)。调节阀用于调节流量。液面传感器的目的是合理水平,产生一个输出电流。 |
| b .技术细节 |
| 实验装置由以下规范。 |
过程识别 |
| 识别过程的步骤测试方法[3]。这种现象是由齐格勒和尼科尔斯[1],通常被称为“过程反应”或“瞬态响应的方法。基本的方法是打开反馈回路,所以不会有控制作用的存在。最初的测试过程设置为手动模式和步骤是由不同的流入率。获得了开环阶跃响应和反应过程的传递函数方法[1]是陷害。 |
| 答:步骤获得传递函数: |
| 控制器在手动模式,等待的过程达到结算状态。给出初始阶跃变化的流和检查直到过程变量(PV)落定在一个新值。 |
| 这个过程获得计算如下, |
| 过程增益(K) =价值/改变输入值的变化过程 |
| b .死时间测量(θ): |
| 死亡时间是花费的时间的过程变量输入的变化后的第一反应。 |
| c .测量时间常数(τ): |
| τ=死亡时间和过程变量之间的时间差异达到63.2%的总变化。过程变量的值在63.2%(0.632)的最终值作为时间常数。 |
| d .传递函数的一般格式: |
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| e .获得传递函数: |
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控制器设计 |
| 答:Ziegler-Nichols控制器(zn): |
| 齐格勒和尼科尔斯[1]或最终获得方法是基于闭环调整到稳定的振荡发生。积分和微分时间保持在零比例通过“试错”的方法获得多种多样,直到持续振荡。锌控制器参数表2中得到的公式。 |
| b内模控制器(IMC) |
| 内模控制(IMC)[4]是不同的单输入单输出离散时间系统及其交互作用与其他控制方案是公认的。IMC结构提供了一个实用工具来影响动态性能和强度造型设计中的错误。π-和PID-tuning规则系统建模的一阶滞后与死时间推导分析。这些规则的优越性方面的闭环性能和鲁棒性。IMC控制器参数是通过使用下面的公式(表3)。 |
结果与讨论 |
| 因此控制器参数计算列在表4和zn IMC控制器调整使用的控制器比较,模型图3,最好两个isfound之一。 |
| 图(时间和水平)绘制了水平的过程。显然瞄准两个控制器的曲线(zn和IMC)。两条曲线之间的比较是做的最好的一个将被突出显示。 |
结论 |
| 结果证实,基于π的IMC控制器产生更好的结果比锌的方法。模型验证的模拟反应揭示了IMC基于PID控制器的效率提供时域规范实现最小沉降时间和无超调。因此从以上结果得出IMC似乎是一种改进的选择处理罐的液位控制比传统的PI控制器。 |
表乍一看 |
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数据乍一看 |
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引用 |
- G。齐格勒和尼古拉斯,“最佳设置自动控制器”,Trans.Asme, 62年,1942年,pp.759 - 768。
- m·莫拉里和E。Zafiriou,健壮的过程控制,恩格尔伍德悬崖,普伦蒂斯·霍尔出版社,1989年。
- 唐纳德·r·Coughanowar过程系统分析和控制,第二版,1991年塔塔·麦克洛希尔。
- B。WayneBequette,过程控制:造型、设计与仿真,普伦蒂斯霍尔(2003)印度。
- J。普拉卡什,K。Srinivasan”,设计非线性PID控制器和非线性模型预测控制器连续搅拌tankReactor”, 48 (2009) 273 _282 ISA事务。
- 克里Girirajkumar, K。拉姆库玛儿,Bodlarakesh桑杰Sarma O.V. Deepak Jayaraj,“实时接口的传感器非线性过程使用模拟退火”,传感器和换能器日报,Vol.121, 10个问题,2010年10月,页:29 - 4.1
- 可变电阻拉维,T。Thyagarajan”,应用自适应控制技术来连接非线性系统”电子ComputerTechnology (ICECT), 2011第三国际会议于2011年4月8 - 10,页:386 - 392。
- P。阿拉,M。Valluvan和M。Saranya,“基于仿真的建模和实现自适应控制技术NonlinearProcess坦克”国际期刊对于计算机应用程序,名为Volume68,没有。2013年4月16日。
- P。阿拉,M。Valluvan和S。Ranganathan“非线性坦克的建模与仿真”国际高级研究inElectrical杂志,电子和仪器EngineeringVol。2,问题2,2013年2月。
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