建模和实时控制的两个锥形槽系统,没有相互作用,相互作用的类型

d . Hariharan¹,S.Vijayachitra²

P.G.学者,M。控制和仪表工程,Kongu工程学院,侵蚀- 638052,印度
学系教授电子和仪器仪表工程、Kongu工程学院,侵蚀- 638052,印度

文摘

非线性过程行业的过程控制是一项艰巨的任务。实际过程往往表现出非线性行为。许多加工工业用锥形坦克因为它的形状有助于更好的排水。锥形罐,广泛应用于浸出提取物在制药和化工行业,以及在食品加工行业。是一种用途的设备,为沸腾和提取工序而设计的。锥形罐的控制提出了一个具有挑战性的问题由于其非线性和不断变化的横截面。在这个项目中工作的数学模型单锥形槽,两个锥形槽,没有相互作用的类型系统和两个锥形坦克的类型系统交互设计和反应的过程。在上述类别控制水平,优化控制器的参数是由Ziegler-Nichols (zn)调优方法。适当调优后zn方法,传统的PID控制器应用于上述三类,他们的反应是通过MATLAB仿真和实时分析。

关键字

非线性系统,PID控制器,交互系统的两个锥形槽,,没有相互作用的系统。

介绍

在坦克和液位的控制流的坦克是流程工业的一个基本问题。水平太高可能会打乱反应平衡,对设备造成损害,或导致溢出价值或有害物质。如果水平太低,可能会有不良后果的顺序操作。因此,控制液面是一个重要和常见的任务流程的行业。化学过程存在许多具有挑战性的控制问题由于其非线性动态行为。使用非线性模型在精度需要在更广泛的范围内操作,他们可以直接纳入控制算法。由于固有的非线性的化学过程工业需要传统的控制技术。非线性系统研究了锥形罐发现广泛应用于过程工业。它给非线性由于其形状的变化。形状有助于更好地分散固体,当混合并提供更完整的水系特别是粘性液体,泥浆和固体混合物。 Designing of controller for a nonlinear process is an important problem.

的主要目的是维护过程的操作范围和设计控制器,以实现其最佳性能。这个项目涉及两个锥形,没有相互作用类型的坦克和两个锥形交互类型的坦克。在两个锥形槽,没有相互作用类型的两个坦克被安排在系列,流出第一个柜是进气道流到第二个柜。第二个罐的水平的变化不影响第一柜的水平。这种类型的系统称为一个路径的系统。的交互类型的两个锥形槽,两个坦克并行排列,两个相同的泵是用来传递两个液体入口流两个坦克通过两个控制阀。这两个坦克是相互关联的底部的槽通过阀和第二个柜的水平的变化影响的第一个柜。首先传统的PID控制技术也申请一个锥形系统和申请两个锥形,没有相互作用类型的坦克和两个锥形交互类型的坦克。上述类别的反应是由使用基于MATLAB的仿真和实时控制验证。

数学建模

答:两个锥形槽,没有相互作用的类型系统的数学模型(TCTNIS)

两个坦克被安排在系列,流出第一个柜是进气道流到第二个柜。这里流出第一罐的高度只取决于第一箱和第二个柜的高度变化不影响第一柜的反应。这种类型的系统非交互系统。图1表示的两个锥形坦克类型系统进行交互。

通过考虑以下设计参数,提出了系统的传递函数表示如下:考虑槽尺寸,

柜的总高度H = 60厘米

坦克R = 15厘米半径

阀系数Cv = 5

运输延迟= 0.3秒

b两个锥形槽的数学模型交互类型系统(TCTIS)

两个锥形槽的原理图类型系统交互图2所示。这两种坦克基准问题已被许多研究人员使用。TCTIS由两个相同的锥形坦克,两个相同的泵送液体流动Fin1和Fin2罐1和坦克2通过两个控制阀1/2 MV1 MV2。在坦克,液体应该是持续的密度、水箱有统一的横截面积,但流出坦克由于变化不是线性的锥形槽的深度。我们的目标是找到一个相关的传递函数2 Y(名义槽的高度2)1 U(进气道流槽1)y2 (s) / u1 (s)将获得传递函数的方法对于每个柜,y1 (s) / u1和u2乐队y2 (s) / (s)

稳态条件h1 = 45厘米和2 h = 20厘米,β1 = 5和β2 = 2

仿真结果

仿真和实时响应对传统PID控制方案,没有相互作用非线性系统和非线性系统进行了测试在不同的操作交互点通过考虑TCTNIS TCTIS。使用MATLAB进行仿真和实时控制TCTNIS和TCTIS完成了虚拟仪器。图3和图4显示的模拟响应TCTNIS和TCTIS各种水平集点和图5和图6显示TCTNIS的实时控制和TCTIS PID控制器。

结论

传统的PID控制器设计和应用的两个锥形槽非相互作用的类型系统和两个锥形槽式液位控制系统进行交互。传统的PID控制器参数调整槽,然后各种高度的模拟参数下的变化。控制水平的两个锥形槽非交互类型系统和两个锥形坦克类型系统交互的过程是困难的,因为他们的非线性行为。通过合适的PID控制器调优,液位控制在所有三个类别是第一个在MATLAB然后进行实时分析。未来的工作可以扩展控制TCTNIS和TCTIS使用自适应控制器更好的表演。

数据乍一看


图1	图2	图3


图4	图5	图6

引用

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