关键字 |
| 毫无关系的系统交互系统,,IMC, IMC-PID,虚拟仪器。 |
介绍 |
| 尽管控制理论发展值得注意的是,比例- integral-derivative (PID)控制器用于广泛的过程控制,电机驱动,磁场和视觉记忆,汽车、飞行控制、仪器仪表、等在工业应用中,PID控制器是广泛使用的类型。与其让功能覆盖处理瞬态和稳态响应,比例——integral-derivative (PID)控制提供了最简单而且最有效的解决许多现实世界的控制问题。自从1910年发明PID控制(主要拥有Elmer斯佩里的船舶自动舵),和Ziegler-Nichols (zn)直接优化方法在1942年[1],PID控制已经变得非常的流行。随着科技的进步,现在的科学自动控制提供了一个广泛的选择控制方案。然而,大多数的工业控制器仍实现基于PID算法,特别是在最低水平。摘要[2]案例研究强调建立两个槽流体系统的数学模型,其次是系统辨识和参数估计,最后设计一个通过极点配置控制器。基于模型的控制是主要针对开发过程有明显的时间延迟,目的是匹配过程延迟的一个控制系统。基于模型的控制是非常受欢迎的现在每天通常由于这种控制器的能力有效地处理过程与死亡时间。基于模型的控制作用是“智能”,帮助实现一致性,抗干扰性,和设定点跟踪,所有这些过程转化为更好的经济学的一个重要类型的基于模型的控制内模控制(IMC)的优势相结合的开放和封闭系统[6]。它给更好的性能跟踪设置点和负载变化[3]。在[4],IMC设计概念扩展到多input-multi输出离散时间系统。 A good resource for IMC is [5]. |
| 可以找到一个很好的总结PID调优方法[6],[7],[8]。但是,没有调优方法到目前为止可以替代低阶系统的简单的zn方法的熟悉和易用性。这项工作是基于实时模型控制的液位控制,没有相互作用,相互作用的三个柜圆筒形储罐系统发现二阶延迟过程,过程模型是实验确定从阶跃响应分析和界面的实时虚拟仪器。IMC控制器设置,IMC PID和传统的PID控制器进行了分析,基于时域规范像高峰时间,过度和沉降时间。 |
系统识别 |
| 答:数学建模 |
| 分析行为的一个过程,一个数学表示的物理和化学现象发生在至关重要的是,这表示构成的数学模型。 |
| b .实验装置 |
| 实验设置如图1所示由供水罐、泵、柱塞泵、物位变送器,压力变送器,过程坦克、文丘里流量计、孔板与压差发射器米,转子流量计、气动控制阀、I / P转换器,压力表。气动控制阀空气关闭,调整水的流动注入水库的圆筒形储罐。水箱里的水的水平测量的差压变送器和传播形式的马(4)连接亚当模块的个人电脑(PC)。 |
| 在计算控制算法在个人电脑传输控制信号的I / P转换器电流信号的形式(4)妈,传递信号的空气气动控制阀。气动控制阀由这个信号来产生所需的驱动水流的坦克。有一个连续流动的水的坦克。数据采集系统由8个模拟输入和4个模拟输出和16数字输入和输出。它是基于电压数据采集卡。 |
内模控制器 |
| 答:Imc结构 |
| 标准的IMC结构是图2所示,Gp (s)、通用(s), Gc (s), d (s)表示的过程,模型,分别IMC控制器和扰动。内模控制原理表明,控制可以实现只有在控制系统封装,隐式或显式地,一些表示的过程控制。流程模型可能不可逆的和未知外扰系统常受到[8]。原理图的图2 d (s)是一个未知的干扰;介绍了U (s)是操纵输入过程和其模型[11]。Y (s)是一个过程模型的输出与输出。 |
| IMC的闭环传递函数, |
 (1) |
 (2) |
| 为了提高鲁棒性,流程模型失配的影响应该最小化。这通常发生在高频端不匹配系统的频率响应,一个低通滤波器Gf (s)通常是添加到变弱不匹配的影响[3]。IMC通常设计成的逆过程模型与低通滤波器串联,这是GIMC (s) = Gc (s) Gf(年代)。结果闭环就变成了。 |
 (3) |
三罐系统 |
| Tank1 Tank2毫无关系和交互Tank3如图1所示。 |
 (4) |
| 实时系统的系统识别可以从开环方法获得,对于一个给定的输入变量的变化。在一个固定的入口流量、出口流量,系统可以达到稳定状态。后一步输入流量增加,和各种数据指出,直到油箱过程变得稳定了。坦克的转移功能互动,下面3罐系统的路径模式。 |
 (5) |
 (6) |
 (7) |
结果和讨论 |
| 研究了三罐液位控制系统在互动和路径的模式。我获得的模型模拟和控制器比较。控制器的性能分析研究了利用虚拟仪器得到的响应曲线[10]环境。 |
结论 |
| 分析出来的结论(tp)和过度的高峰时段(Mp)大大降低了IMC和IMC-PID相比,传统的PID控制器。上升时间(tr)系统的改善和稳定时间(ts)和积分平方误差(ISE)有减少的IMC-PID IMC和PID控制器相比,表2所示性能分析。 |
表乍一看 |
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| 表1 |
表2 |
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数据乍一看 |
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引用 |
- j·g·齐格勒和n . b . Nichols“最佳设置自动控制器,”反式。ASME,第64卷,第768 - 759页,1942年。
- j·a·拉莫斯和p·洛佩斯多斯桑托斯,“数学建模、系统辨识和控制器设计的两个TankSystem”学报》第46届IEEE会议决定和控制新奥尔良,洛杉矶,美国,2007年12月12 - 14日。
- 年代。Nithya, N。Sivakumaran, T。Balasubramanian, N。Anantharaman“基于模型的控制器设计一个球形罐的过程实时”IJSSST 9号4卷,ISSN 1473 - 804 x在线,1473 - 8031年,2008年。
- 刚建成时加西亚和M。莫拉里,“多变量系统的内模控制设计过程”,印第安纳州Eng。化学。过程Des, Dev。24日,pp.472 - 484, 1985。
- m·莫拉里e . Zafiriou健壮的过程控制,新世纪,Inc .,恩格尔伍德悬崖,新泽西州,1989年。
- k·j·Astrom和t . Hagglund PID控制器:理论,设计和优化。数控研究三角园:仪器Soc。阿米尔。,1995.
- r . Gorez PID自动的调查方法,”j ., 38卷,没有。1,3 - 10,1997页。
- O 'Dwyer PI和PID控制器调优规则的手册。伦敦,英国:帝国理工学院出版社,2003年。
- ArputhaVijayaselvi, j .;Radhakrishnan T.K.;《美国“基于模型的IMC控制器过程与死亡时间”。Instrum。科学。Technol34 pp.463 - 474, 2006。
- 虚拟仪器软件。
- B。WayneBequtte”,过程控制,建模、设计和仿真”,φ2006。
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