基于组态王的过程控制综合实验测控装置

针对现有过程控制教学的现状,介绍了基于组态王的过程控制综合实验测控装置.该系统是一个小型集散控制系统,装有组态王工控软件的上位计算机完成对被控对象的模拟和监控（SCADA）,通过RS-232/RS485和下位机PLC串口通信,下位机由西门子PLC（S7-200）组成,实时检测被控对象的温度.压力、液位、流量四个参数,把采集到的数据进行处理和保存,并根据控制要求进行PID运算,运算结果控制执行器动作,执行器为电动调节阀、变频器和电动机.并以串级控制系统为例,说明了过程控制系统的组态及实验步骤.实践证明,该实验装置充分模拟工业控制现场,操作简单,实验效果良好.     

基于超声波传感器的液位控制实验研究

该文在熟悉KNT-PGK3型高级过程控制实验装置的基础上,研究了基于超声波传感器的水箱液位控制。在现有实验设备与软件环境下,分别采用PID控制与模糊控制方法对实验台的水箱液位进行控制研究。实验过程中,先进行厂家参数PID控制实验,观察分析控制效果,再结合实际的控制效果,优化调整PID参数,并将优化后的PID控制应用到液位控制实验中。通过分析实验结果找出不足,提出了模糊控制方法并设计了模糊控制器,再进行实验验证。由3种实验结果可知,优化参数PID控制改善了系统的动态性能与稳态性能,模糊控制方法取得了更好的控制效果。     

基于PLC和WinCC的水箱液位模糊控制研究与应用

采用S7-300的CPU315-2DP设计了一个单容水箱的液位模糊控制器,该模糊控制器克服了传统PID控制对被控对象精确数学模型的依赖.通过查询预先计算出的模糊控制量表直接实现智能控制.通过在WinCC中的参数连接与设置,实现液位运行画面的监测.实验结果表明该控制系统运行可靠有效,其鲁棒性明显优于传统的PID控制方法.     

基于PLC的双容液位控制系统设计研究

在钢铁、石油化工、食品灌装等行业中,液位控制得到了广泛的应用。采用西门子S7—200PLC为主控制器构建双容液位控制系统,可实现对复杂对象液位的最优控制。通过上水箱和下水箱的串联,搭建一双容对象;使用稳定边界法来建立其数学模型,根据模型设定PID的初始参数,且整定最佳参数,确立PLC单回路PID控制系统,并用MCGS组态软件实现上位机对现场进行实时组态、监控。试验结果表明,系统控制稳定、可靠,能实现液位的准确控制。     

智能电动执行器双闭环模糊PID控制研究与仿真

电动执行机构采用单闭环位置控制,只有一种恒定的调节速度,难以实现阀门准确定位和柔性关断.研究采用位置 速度双闭环调节控制方式,以位置增量为自变量,建立速度给定的位置环模型和模糊参数自整定PID的速度环模型.仿真表明,该执行器可以完成变速调节,实现阀门快速准确定位和柔性关断.     

基于TWINCAT平台的液位模糊控制系统的设计

介绍基于PC控制技术的TWINCAT平台.针对液位控制中存在大滞后、时变、非线性的特点,设计出一种模糊PID参数自适应控制器,可以在线实现PID参数的调整.用VC 结合TWINCAT PLC软件的ST语言编制程序,利用该平台对二阶水位对象进行实时控制.实验结果表明:采用此平台进行液位控制是可行的,且模糊自适应PID控制比常规PID控制有更好的动态和稳态性能.     

基于STC8的智能电动执行器控制系统设计

电动执行器具有精密可靠、安全经济和高效稳定等特点,被广泛应用于现代工业控制中,是自动化控制系统中一种常用驱动装置。在研究国外电动执行器设计原理和控制方式的基础上,设计了一种电动执行器控制系统。该系统采用工业级STC8A8K64S4A12芯片为主控制器,硬件采用模块化方法设计,可根据电动执行器型号搭配使用不同类型的驱动模块,实现了参数自整定、专家系统故障诊断及保护等功能。经调试和运行测试,系统性能稳定,参数易配置,执行误差≤0.5%,能够满足工业现场自动化控制的需求。     

间歇蒸煮过程的直接数字PID控制

针对传统计算机工业控制中采用模拟信号与伺服放大器配合使用易出现的问题,省去伺服放大器,采用开关型电动执行器,同时编制了相应的数字PID控制程序。改用法能够降低成本,简化控制环节,提高控制质量,延长使用寿命。我们在造纸车间的纸浆蒸煮过程中采用了这种控制方法,取得了良好的效果。     

基于组态王的水箱液位PID控制设计

以PCT过程控制实验装置为基础,通过对双容水箱液位控制系统的分析建模来决定控制方案;采用增量型PID算法来实现对水箱液位的闭环控制;用凑试法对PID进行参数整定;应用组态王软件运行的液位监控系统来实现液位数据的实时采集、实时显示、历史波形的回放、报警记录以及液位PID控制。实验结果表明,系统能实现液位的无静态误差控制,且具有良好的稳态性能与动态性能。     

基于过程控制的单回路系统液位实验研究

介绍了HGK-1型过程控制实验平台,以平台为基础对工业现场单回路控制液位进行实验研究,采用PID控制方式,通过液位趋势图,总结控制规律。     

双容水箱液位的内模PID控制研究

通过把经典通用的PID的控制方法与内部模型控制技术的优良特点相结合,设计出内部模型PID的控制的理论算法,并且在软件仿真中对双容水箱的液位进行控制。双容液位的仿真控制是在MATLAB软件中实现,根据被控对象的传递函数建立二阶系统控制模型,并且通过内部模型比例积分微分(IMC-PID)的控制算法来完成对两个水箱的水位的高度进行目标控制。通过内模PID控制算法能够比较迅速的整定出最优PID参数,简化了整个整定过程,并且对二阶系统控制效果也能达到最优化。     

仪表自动化实验装置设计

介绍了新型仪表自动化实验装置的工艺流程和工作原理,通过不同工艺管路、执行器、控制器、动力源以及被控参数的组合,在实验装置中分别实现对温度、压力、流量、液位四大过程参数的控制。以温度控制系统为例,讲述了其设计过程,实现了对控制参数的整定,在实际应用中取得了很好的效果。     

基于PID算法液位控制系统的设计

液位控制是工业生产乃至日常生活中常见的控制,比如锅炉液位,水箱液位等。针对水箱液位控制系统,建立水箱模型并设计PID控制规律,利用Matlab仿真,整定PID参数,得出仿真曲线,得到整定参数,控制效果很好,实现了水箱液位的控制。     

模糊PID控制在S7-300PLC中的实现及应用

针对双容水箱的液位控制,采用模糊自适应PID串级控制方案.模糊自适应PID算法不需要建立精确模型,并保留了传统PID算法的优点,基于模糊规则在线调整PID参数.在西门子S7-300 PLC中,使用编程软件Step7中梯形图和STL语言编写程序,开发了模糊自适应PID模块.将该算法应用于双容水箱的液位控制,实验结果表明,...     

一种变结构单神经元--Smith预估控制在再热汽温中的仿真研究

本文针对300MW机组喷燃器倾角-再热汽温被控对象,具有大迟延和参数时变,而难于控制的特点,提出了一种基于变结构的单神经元-Smith预估控制算法,该控制算法采用Smith预估控制克服被控对象的大迟延特性,采用变结构的单神经元PID控制提高对被控对象参数变化的自适应能力,提高控制系统的响应速度,并抑制被控参数严重超调.仿真试验表明该控制算法具有良好的控制品质,抗干扰能力和鲁棒性,综合性能明显优于常规的PID控制.     

MATLAB环境下的单神经元自适应实时控制系统

利用神经元模型和自学习功能构成自适应PID控制器，在Madab实时开发环境xPC Target下建立液位实时控制系统。给出了单神经元自适应PID控制器的结构和控制算法，介绍了基于xPC Target的快速原型设计方法，即通过拖拉Simulink模块搭建被控对象的实时原型，同时以神经元自适应PID控制器完成系统的实时控制。为检验控制效果还采用了PID控制器进行液位实时控制。最终结果表明：单神经元自适应控制能克服传统PID控制器不稳定的缺点，使系统具有较好的稳定性。     

自适应模糊PIDD控制器在电动助力转向系统中的应用

针对电动助力转向系统中被控参数具有非线性,时变等特点,提出一种模糊与PID结合的控制策略与方法,此控制策略根据不同的工况在线整定PID系数,发挥了模糊控制动态响应快和PlD控制精度高的优点.通过MATLAB进行仿真,与常规PID控制相比较,仿真结果表明采用模糊PlD控制策略,系统的控制精度高,超调小,调整时间短,适应性强,满足EPS系统对动态和静态性能的要求.     

基于台达PLC的水箱液位串级控制系统

本文介绍了2015年第二届台达杯高校自动化设计大赛的一个一等奖设计作品。通过对设计过程的回顾,总结了水箱液位串级控制方案总体的设计理念和设计方法。运用机理建模建立被控对象数学模型,通过对PLC下装程序,对触摸屏进行组态,采用PID串级控制,实现了对双容水箱液位快速、稳定、准确的控制。通过用simulink分别对串级控制和单回路控制进行仿真,响应曲线控制效果对比十分明显,当被控对象难以控制时体现了串级控制的优势。     

自适应模糊PID控制器在电动助力转向系统中的应用

针对电动助力转向系统中被控参数具有非线性,时变等特点,提出一种模糊与PID结合的控制策略与方法,此控制策略根据不同的工况在线整定PID系数,发挥了模糊控制动态响应快和PID控制精度高的优点．通过MATLAB进行仿真,与常规PID控制相比较,仿真结果表明采用模糊PID控制策略,系统的控制精度高,超调小,调整时间短,适应性强,满足EPS系统对动态和静态性能的要求。     

超磁致伸缩致动器的广义最小方差-模糊PID控制方法

为了克服超磁致伸缩致动器用于精密驱动定位时磁滞现象所带来的影响,在进行磁滞补偿的前提下,研究了自校正PID控制原理,建立了基于广义最小方差原理(GMV)及模糊(Fuzzy)规则的广义最小方差-模糊PID(GMV-Fuzzy PID)控制方法.介绍了广义最小方差原理的主要思想,并由此推导出PID参数与被控对象参数的关系.在上述关系的基础上,建立了以误差与误差变化量为输入,待定参数k为输出的模糊规则.最后,根据在线估计的被控对象参数及GMV-Fuzzy PID的输出,在线调整PID参数,实现磁滞补偿后对致动器的控制.实验结果表明:采用GMV-Fuzzy PID控制器,每次运算时间比采用Fuzzy PID控制器缩短了0.015 4 s,跟踪误差均方差相差0.036μm.该方法能有效消除被控对象由于扰动带来的影响并缩短运算时间,在一些实时性及控制精度要求较高的精密加工场合,有良好的应用价值.