基于扰动观测器的双容水箱液位系统自适应滑模控制

针对存在外部扰动的双容水箱液位系统,为了实现精确的液位控制,该文提出了一种基于非线性扰动观测器的自适应滑模控制方法。设计了含积分作用的滑模面和自适应滑模趋近律,以提高趋近速度和控制精度,并且减小抖振。同时提出了一种非线性扰动观测器估计系统的外部扰动,并将估计值前馈补偿到自适应滑模控制器。通过李亚普诺夫稳定性定理证明了该控制策略的闭环系统稳定性。仿真和实验结果表明,在系统存在外部干扰的环境下,所提出的控制策略与传统滑模控制方法相比,控制精度更高且干扰抑制能力更强。     

基于PLC系统的双容水箱液位控制

以PLC系统为工具,实现了双容水箱液位控制。在对水箱模型进行数学分析的基础上,除常规PID控制方法之外,增加了分段控制和PID自整定等优化措施,达到快速且稳定的控制效果。实际控制效果表明,此方案可极大地提升控制品质。此项目的实施验证了该PLC系统可在实际应用中满足实时性、可靠性与易用性的要求。     

水箱液位的模糊免疫PID控制

针对传统PID水箱液位控制效果不佳的问题,提出了基于OPC技术的模糊免疫PID控制方案。在ECS-700信息网络中添加上位机和工程师站,上位机作为OPC客户端,主要负责模糊免疫PID算法在Matlab中的实现;工程师站作为OPC服务器,主要负责数据采集和处理。实际应用表明,该方法调节时间短、超调量小、波动小,可以有效应用于水箱液位控制系统中。     

多容水箱液位模糊自适应PID控制算法研究与验证

在工业过程控制中,针对一类具有非线性和多时延等特点的被控对象,依靠传统的PID算法及参数整定方法难以得到期望的控制效果。本文将模糊算法引入PID控制器,通过对多容水箱系统的特点进行分析与研究,设计了隶属度函数并构建了规则表。基于Simulink的仿真建模,应用二阶液位控制系统进行仿真实验。通过对比模糊自适应PID控制系统与传统系统可知,该系统具有更好的鲁棒性,对控制参数变化的自适应能力更强。     

水箱液位系统多模型控制方法

针对水箱液位系统存在的大惯性、大时滞和非线性等特点,采用多模型控制思想设计控制律,以改善控制品质.对于三级水箱液位控制系统,设计多个基于一级水箱的等价控制器,简化控制问题.将水箱液位的设定值跟踪问题转化为多个设定值跟踪问题,并由此构成多模型控制器,避免输入达到上限,从而达到优化控制的目的.采用华晟公司的A3000过程控...     

基于RTW的非线性水箱液位自适应控制系统

以HUATEC A3000高级过程控制实验系统中的一类非线性液位水箱系统作为被控对象进行建模,推导了对该非线性对象进行控制的基于梯度法的模型参考自适应控制算法并仿真.应用基于RTW的快速原型化开发工具,实现了算法验证并且进行了实时控制.证明该算法的有效性,并且具有较好的非线性控制性能,可以随工作点的变化自适应控制参数.     

动态矩阵控制在水箱液位控制系统中的应用

以水箱作为实验对象,采用动态矩阵控制的截断误差校正算法来实现对液位的定值控制。将动态矩阵控制算法在MATLAB中用Simulink建立模型,通过网络远程下载到网络化控制器中执行,对水箱液位进行实时控制,同时由监控组态软件远程监控和管理,及实验室的网络视频服务器远程监控现场情况。双容实验控制效果较为理想,在工作点附近可以较快而平稳地达到设定值。     

双容液位系统鲁棒自适应容错控制

针对双容液位控制系统的泄漏等故障,通过线性化建模,研究了鲁棒自适应主动容错控制问题.首先在系统无故障正常运行情形,考虑建模误差和外界干扰等不确定性,利用不确定性上界自适应估计,设计了鲁棒自适应控制器.与此同时,对系统进行故障监控,设计了故障诊断滤波器,并利用对不确定性上界的估计终值提出了一种新的故障检测算法,进一步基于神经网络故障逼近,研究了一种修正控制律的自适应鲁棒容错控制器设计方法,该控制器通过补偿故障所带来的影响使闭环系统最终一致有界稳定.最后,通过仿真试验,验证了提出的方法的有效性.     

管式加热炉多模型神经网络预测控制

管式加热炉具有典型的非线性、多变量、大时滞、强耦合和时变特性,传统的控制策略很难获得理想的控制性能。为此,提出了基于一类多模型的自适应神经网络预测控制方法,首先基于不同负荷下加热炉的运行情况建立多个自适应神经网络模型,预测变负荷、大扰动时的加热炉输入输出状况,然后通过自适应调整神经网络模型的结构和参数跟踪加热炉由于参数时变或其他干扰引起的系统漂移,最后应用粒子群算法对基于多模型自适应神经网络进行滚动优化,获得加热炉操作变量的次优控制律。此方法可以有效地跟踪多路进料、多燃烧器加热炉的控制指标,提高了加热炉的整体热效率,并且能够节约燃料,减少温室气体排放。所开发的控制系统成功应用于某炼厂常减压加热炉装置,取得了良好的效果。     

基于模糊控制的清水池水位控制系统设计

清水池水位控制具有时变、滞后、突发性强等特点,难以准确建立合适的数学模型,为了达到快速维持清水池水位在期望值,避免所有水泵同时启停的目的,提出了一种清水池水位模糊控制的方法,该方法借助于MATLAB软件对控制系统进行了仿真,验证了模糊控制算法在清水池水位控制系统中应用的合理性,并计算出模糊输出控制量表,为确定水泵启停台数提供指导;采用了S7-200 PLC控制器和MCGS组态软件实现了清水池模糊控制系统的程序设计,给出相应的模糊控制PLC程序,并应用于清水池水位控制系统中;结果表明,系统稳定性好,响应速度快,能够较好地满足控制要求;系统将模糊控制理论与实际控制相结合,满足了清水池水位控制的要求,延长了水泵使用寿命,节省电能,为清水池水位自动控制提供借鉴。     

Level Control of Quadruple Tank System Based on Adaptive Inverse Evolutionary Neural Controller

International Journal of Control, Automation and Systems - This article proposes an adaptive inverse evolutionary neural (AIEN) controller for liquid level control of the quadruple tank system....     

基于神经网络的非线性多模型自适应控制

针对一类非线性离散动态系统,设计了一个自适应控制方案。为了保证在任意时刻均能为被控的动态系统选择最好的控制器,方案基于输入输出数据为系统定义一个线性预测模型,并在此基础上设计能够保证闭环系统所有信号有界的线性鲁棒自适应控制器,同时定义一个非线性预测模型,再基于径向基神经网络设计一个旨在提高系统控制性能的非线性自适应控制器。通过比较2个控制器预测的系统输出性能,设计合理的开关切换规则。控制方案能将系统稳定性控制和性能优化的控制分离并单独实现,使得系统能在保证稳定性前提下,借助神经网络控制器良好的追踪能力有效提高自适应控制效果。最后通过仿真例子说明了系统稳定和提高输出追踪效果可以同时得到保证。     

多模型自适应控制

给出多模型自适应控制产生的背景,对模型集的建立、多模型控制器的形成以及算法的收敛性和稳定性进行了分析,介绍了多模型自适应控制在工业生产过程中的应用和最新研究成果,同时提出了存在的问题及进上步发展方向。     

基于NetLinx网络的水箱液位控制系统设计

借助罗克韦尔开放式网络平台,构建了以ControlLogix5561 PLC为控制器,以水箱为控制对象,通过EtherNet上的PC机进行远程监控的系统。并通过RSLinx软件建立通讯通道,通过RSNetworx软件对ControlNet进行组态和配置,通过RSLogix5000对控制器进行逻辑编程,通过RSView32对上位机的人机接口进行设计,实现了不同网络上各设备间的相互通讯。并在控制系统中引入PID算法,经参数整定后,实现对水箱液位的精确控制。     

基于实时图像处理的水箱控制系统

针对双容水箱控制系统,提出了采用实时图像处理的方法来获取水箱液位高度。在实时图像处理过程中,主要是对摄像头获得的实时图像中的两个水箱液位高度进行提取。由于液面目标处于复杂背景下,提取时受到水流和气泡的干扰很大,很难精确定位液面高度。同时考虑到必须应用于水箱控制系统,所以要达到实时处理的效果。文中首先采用帧差检测,初步确定液面位置,再通过对液位高度范围的预测来精确地确定液位高度。不但可以精确确定液位高度,而且符合系统实时控制的要求,最终试验得到了较好的控制效果。     

基于RBF-ARX模型的预测控制在液位系统中的应用

针对单容液位系统紊流时的非线性特征,研究了基于RBF-ARX模型预测控制策略控制单容液位系统;讨论RBF-ARX模型结构的选取,模型参数辨识,RBF参数优化,基于RBF-ARX模型的预测控制策略等问题;模型的仿真结果,证实了RBF-ARX模型在非线性系统建模和辨识中的有效性;同基于全局线性ARX模型的预测控制器和PID控制器相比较,基于此模型的预测控制取得了优异的控制效果。     

双容水箱液位DMC-PID串级控制仿真研究

双容水箱作为工业过程控制中常见的被控对象,其液位控制具有大惯性滞后、系统参数时变的特点,且经常受到来自外界水压频繁波动的干扰,常规算法很难对其进行控制.对此,采用动态矩阵控制( DMC)与PID控制相结合的DMC-PID控制方案,使被控系统具有良好的动态调节品质和很强的鲁棒性.Matlab仿真结果表明,该串级控制系统取得了较为理想的控制效果,满足控制要求,具有较好的实用价值.