基于MatIab虚拟被控对象的仿真平台设计与研究

在实际工程项目中,主要通过软PLC和虚拟被控对象软件来实现控制系统的仿真与调试,如西门子公司的PLCSIM和SIMIT软件。这种调试方法可以模拟简单的被控对象,并对过程控制环节进行仿真,但无法胜任复杂被控对象。另外,这种纯软件的仿真方式并没有与实际PLC相连接,即没有通过实际I/O传输实时数据,与实际运行过程有一定的差距。为了解决这一问题,提出了一种基于MatIab/SimuIink虚拟被控对象的仿真平台设计架构,通过UDP通信和OPC技术实现了硬PLC与虚拟被控对象之间的数据交互,并通过搭建蒸洗机虚拟被控对象仿真平台,对蒸洗机控制系统进行了调试,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于Matlab虚拟被控对象的仿真平台设计与研究

在实际工程项目中,主要通过软PLC和虚拟被控对象软件来实现控制系统的仿真与调试,如西门子公司的PLCSIM和SIMIT软件。这种调试方法可以模拟简单的被控对象,并对过程控制环节进行仿真,但无法胜任复杂被控对象。另外,这种纯软件的仿真方式并没有与实际PLC相连接,即没有通过实际I/O传输实时数据,与实际运行过程有一定的差距。为了解决这一问题,提出了一种基于Matlab/Simulink虚拟被控对象的仿真平台设计架构,通过UDP通信和OPC技术实现了硬PLC与虚拟被控对象之间的数据交互,并通过搭建蒸洗机虚拟被控对象仿真平台,对蒸洗机控制系统进行了调试,验证了该方法的有效性和可行性。     

预估模糊控制在循环水加药控制中的应用

针对Smith预估控制对模型误差较敏感,适应对象参数变化较差的缺点,提出了一种Smith预估模糊控制方法,利用模糊逻辑实现被控对象模糊化,利用Smith预估控制对被控对象滞后环节进行补偿。以火电厂循环水加药控制为例,对该控制方法进行仿真和实际应用研究,结果表明该系统能有效地避免纯滞后环节在控制系统中带来的振荡现象,工程应用取得了理想的控制效果,为纯滞后、大惯性、模型不确定系统的控制提供了很好的解决方法。     

三种阶跃响应模型及控制器参数整定

控制器参数整定需要对实际对象进行建模,工程上常用的模型是阶跃响应模型即飞升曲线。根据数字控制平台的特点给出三种阶跃模型:无量纲广义数字对象模型即从数字控制量到数字被控制量;半量纲广义对象模型即从数字控制量到带量纲的实际物理被控量;全量纲对象模型即从带量纲的实际物理控制量到带量纲的实际物理被控量。根据这三种模型给出了PID的数字算法中偏差的不同计算方法和所对应的参数整定方法,并且给出一种测试未知数字PID参数的整定方法。     

网络控制系统的对象建模

网络控制系统(NCS)中的被控对象是包含工业控制对象和通讯网络的广义被控对象,其模型是时变不确定的,十分复杂。在考虑了单包传输、多包传输、数据包丢失、延时、随机干扰等情况下,用一种统一的形式,建立网络控制系统的模型。对广义被控对象进行分析和建模有利于网络控制系统控制器的分析和设计。在实际工程应用中在分析了NCS网络特性基础上。皆可按该方法对广义被控对象建模,然后再进行控制器设计。     

非线性系统的无模型控制方法

非线性系统广泛存在于各种实际问题中,但是建立复杂非线性被控对象的精确数学模型往往是很困难的,对非线性系统实现稳定控制是过程控制工程中的一项困难的课题。无模型控制方法是以非线性途径设计出来的,因而用它来控制某些非线性复杂对象时,表现出了它的优良控制品质。主要说明了无模型控制方法实现了智能推理算法化,不同于一般的智能控制算法,同时分析了无模型控制律对非线性被控对象收敛的快速性,通过具体的工程实例说明了无模型控制方法在非线性系统中的成功应用。     

智能照明系统KNX与DALI协议网关的设计及实现

先进控制算法在实际应用过程中,往往伴随着算法难以实现、调试繁琐等问题。为将先进控制算法高效地部署到DCS上,提出了一种方便快捷的实现方法。首先,在MATLAB自身集成的先进控制算法与实际工业对象之间建立OPC通讯,反复调试后得到与被控对象特性相匹配的控制算法;其次,通过MATLAB RTW将该MATLAB/Simulink先进控制算法生成C++代码;最后,使用软PLC高级语言编程技术,将算法的C++代码无缝集成到DCS当中。实践中设计了一种基于双容水箱液位控制的模糊控制算法。实验结果表明,以该方式设计的控制算法具有良好的控制特性和较高的实际应用价值。该方式缩短了以往控制算法的部署周期,为先进控制算法在DCS中的实际应用提供了强有力地解决方案。     

模糊温度控制器的实现

模糊控制是一种鲁棒性很强的控制方法.本文运用两输入单输出的模糊控制模型,对被控对象的温度偏差、温度变化率和控制输出进行了具体的模糊化;并根据模糊集合理论的计算结果和被控对象的特点得出精确化的模糊控制表.在此基础上,用单片机实现了该模糊控制器.实际温度控制实验表明该控制器对不同被控对象的控温精度可达±0.05℃.     

基于单片机与PC机通信的数据采集控制系统设计

设计出基于单片机与PC机通信的数据采集控制系统方法。被控对象经传感器、电压变换电路、A/D转换芯片与单片机相连,可将现场参数信息传送至单片机;单片机经继电器驱动控制被控对象运行。单片机与PC机经电平转换芯片相连,实现远程通信功能。该系统可以实时采集被控对象多种参数信息并送PC机处理,可以选择由PC机远程或单片机本地控制被控对象。     

高阶PID采样迭代学习控制

针对一类非线性带扰动系统提出了高阶PID采样速代学习控制算法,讨论了高阶算法的收敛性问题以及该算法的优势与缺陷.与传统的证明方法不同,利用泰勒级数展开法证明了被控对象在输入干扰和输出测量噪声均有界的情况下,高阶PID采样速代学习控制算法的收敛性,并且得出了收敛条件.由于收敛条件中没有积分项,因此更加利于分析计算.与传统的一阶采样迭代学习控制算法相比,高阶采样迭代学习控制算法由于利用了更多先前的控制信息而能使被控对象的实际输出更加接近理想输出.给出了相应的数值仿真,证明了理论分析的有效性.与此同时,结合啤酒生产过程中糖化阶段中酒花添加等实际问题对该算法的应用前景作了一定的分析.     

面向用户端的供能管网建模与仿真研究

三联供用户端供能管网因其地块结构不同、运行工况多变等原因,使得调试周期长、调试时间成本高,并且由于供能系统的调试受季节影响,导致调试灵活性较差。针对该问题,本文提出面向用户端的供能管网仿真模型,用以模拟实际供能系统的运行工况、研究供能管网受控下的工作性能。该模型主要研究对象包括管道、换热器、阀门等器件,通过对其建立数学模型和分析系统结构,而后在MATLAB仿真平台上搭建系统仿真模型。基于该模型,研究管网阀门的控制以调节系统传输介质的流量,达到控制供能系统二次侧供水温度、一次侧回水温度和总管压差等目的。仿真结果验证了本系统建模的可行性与有效性,且该模型对供能系统的调试运行、控制调节具有一定的指导意义。     

浅析基于模型的航空机载软件集成调试

针对航空机载软件集成调试严重依赖硬件资源、迭代周期长、成本高的问题,提出了基于模型的机载软件集成调试流程,描述了3种不同层级的集成调试方法,介绍了各级调试的调试对象、调试目的,调试依据和活动;给出了集成调试环境的基本架构,探讨了不同层级集成调试成果的复用方法,总结了该流程在航空发动机机载软件研制过程中的应用情况以及验证结果,证明了基于模型的机载软件集成方法的正确性和可行性.     

Matlab代码在PLC控制系统中的实现方法研究

在控制系统设计与工程实现中,控制律的理论仿真和仿真成果的工程实现具有重要的理论研究意义和工程实现价值。如何将仿真的算法更快更方便工程实现,基于此目的提出了一种将Matlab仿真控制律代码应用于PLC控制系统的实现方法,通过采用Simulink PLC Coder技术自动生成符合IEC61131-3标准的结构化文本,进而编译成PLC能通过的SCL语言,来达到Matlab/Simulink中的复杂高级算法在PLC中的实现。为PLC更复杂的算法的编写提供了参考,缩短系统设计与调试时间,对控制律的理论仿真和仿真成果的工程实现具有一定的指导作用。     

船载测控雷达偏馈信号动态控制系统的设计

为了满足船载统一测控系统沟通无线偏馈射频链路进行遥测误码率测试的要求,进一步构建系统联调联试的动态射频信号环境,设计了船载测控雷达偏馈信号动态控制系统。通过系统监控台手动或自动远程控制位于天线背部中心体的数控衰减器,可实现雷达天线在对冷空的情况下接收偏馈射频信号幅度的变化,也可实现船载测控雷达系统联调过程中模拟目标动态变化情况,进而分析对系统跟踪性能的影响。该系统经过数次海上测控任务的检验,证明其方法科学有效、操作方便快捷、运行稳定可靠,达到了充分检验设备性能、提高任务准备效率的目的。     

电梯集中监视系统的实现与应用前景

目前,电梯群控系统已经得到普遍的应用,但是对群控电梯的独立远程监控还有待研究发展,因此实现群控电梯的集中监视管理系统更具有现实意义。文章通过对一大型新建国际机场航站楼群控电梯的集中监视管理系统开发、调试。实现集中监控管理群控电梯系统总结分析。     

机动车检测系统中总线设备网络化改造的实现

实现了一种机动车检测系统中总线设备网络化改造的可行方案。利用SST89E564RD单片机与网卡芯片设计的主要接口模块,既为检测设备网络化提供了网关服务,也实现了在线仿真和下载的功能。     

某型连续式跨声速风洞阀门控制系统设计

针对某型风洞阀门数目较多,位置分散,空间较少等问题,为避免"硬接线"集中控制方式带来的诸多问题,采用一套PLC系统完成对各类阀门的控制,并由上位机通过PROFINET网络进行调度与指挥,实现远程控制;对阀门阀芯定位精度与流量调节精度的关系进行了推算,并据此选定了阀门电动执行机构型号;在已调试完成的某风洞的吹风试验表明,通过该方法所设计的阀门控制系统流量调节精度可达到0.1%。     

基于GPRS的农业喷灌控制器设计

基于GPRS原理,提出了喷灌控制系统的整体设计方案,介绍了系统远程监控终端的软硬件设计,再将数据服务中心与远程监控终端机调试,实现数据的双向传输和喷灌系统的自动化,并取得良好的经济效益.     

基于CANopen协议的救援机器人调试系统

设计了一种基于CANopen协议的救援机器人调试系统,设计中充分考虑了机器人运动关节的反馈数据优化控制参数,从而提高了运动关节控制性能。重点介绍了CANopen从站的软、硬件设计以及主站网络管理(NMT)、服务数据对象(SDO)的实现,并用实例证明该系统完全能满足救援机器人调试的需要。