本文選題：反饋線性化 + 最優(yōu)控制��； 參考：《河北大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：反饋線性化是非線性控制中的一種基本方法,其優(yōu)點在于線性化模型精確,工作點范圍廣。為了研究實際工業(yè)中液位系統(tǒng)的非線性控制問題,本文以三容水箱液位系統(tǒng)為研究對象,針對其非線性、多變量、時變的特性,利用反饋線性化的方法將非線性模型轉(zhuǎn)化為線性模型,再根據(jù)線性二次型的方法設(shè)計最優(yōu)控制律,提高了控制精確度。本文主要研究了針對多容液位系統(tǒng)的反饋線性化最優(yōu)控制律的設(shè)計與實現(xiàn)方法。首先搭建了三容水箱液位系統(tǒng)實驗平臺,完成了水箱設(shè)備、執(zhí)行機(jī)構(gòu)與檢測元件、Control Logix控制器以及I/O接口等組成部分的電氣連接及NetLinx網(wǎng)絡(luò)通信。然后根據(jù)物理流程的機(jī)理分析,建立了三容水箱液位系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu),并通過實驗測試數(shù)據(jù)確定了模型參數(shù);根據(jù)反饋線性化的基本理論,以單輸入—單輸出線性化方式,推導(dǎo)出反饋線性化模型,并基于該線性化模型,設(shè)計了最優(yōu)控制律。為研究該算法的工程應(yīng)用效果,在RSLogix5000中采用結(jié)構(gòu)化文本語言編寫控制算法程序,利用RSview32 works設(shè)計了監(jiān)控界面,進(jìn)行了仿真驗證。并將該控制算法下載到PLC控制器中,完成了水箱液位系統(tǒng)的實時控制,對反饋線性化最優(yōu)控制與傳統(tǒng)PID控制的系統(tǒng)輸出響應(yīng)曲線進(jìn)行了比較,實驗結(jié)果表明了該算法的有效性,對工程應(yīng)用具有一定指導(dǎo)意義。
[Abstract]:Feedback linearization is a basic method in nonlinear control. Its advantage is that the linearization model is accurate and the range of working points is wide. In order to study the nonlinear control problem of the liquid level system in practical industry, this paper takes the three-tank liquid level system as the research object, aiming at its nonlinear, multi-variable, time-varying characteristics. The nonlinear model is transformed into a linear model by the method of feedback linearization, and the optimal control law is designed according to the method of linear quadratic form, which improves the control accuracy. In this paper, the design and implementation of feedback linearization optimal control law for multi-volume liquid level systems are studied. First, the experimental platform of three-tank level system is built, and the electrical connection and NetLinx network communication between the water tank equipment, the actuator and the detecting element Logix controller and the I / O interface are completed. Then according to the mechanism analysis of the physical flow, the mathematical model structure of the three-tank liquid level system is established, and the model parameters are determined by the experimental test data, and according to the basic theory of feedback linearization, the single-input-single-output linearization mode is adopted. The feedback linearization model is derived and the optimal control law is designed based on the linearization model. In order to study the engineering application effect of the algorithm, the control algorithm program is programmed by structured text language in RSLogix5000, and the monitor interface is designed by using RSview32 works, and the simulation is carried out. The control algorithm is downloaded to the PLC controller and the real-time control of the water tank level system is completed. The output response curve of the feedback linearized optimal control is compared with that of the traditional PID control. The experimental results show the effectiveness of the algorithm. It has certain guiding significance to engineering application.
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1871324