發(fā)布時間：2020-02-28 10:40

【摘要】：目前,在實際工業(yè)過程中被控對象大多都是具有強耦合、非線性和多約束特性的多變量系統(tǒng)。對于多變量系統(tǒng),傳統(tǒng)的PID控制算法不能對其進行很好的控制,而預測控制基于其模型預測、滾動優(yōu)化和反饋校正等控制策略,適用于比較復雜的過程控制系統(tǒng),因此本文提出了兩種針對多變量系統(tǒng)的預測控制算法:多變量動態(tài)矩陣控制算法及基于黃金分割法的階梯式約束多變量動態(tài)矩陣控制算法,并對它們的控制結構、原理都進行了較為深入的分析。但是,針對多變量系統(tǒng)的研究基本都局限于在模擬仿真環(huán)境下進行的控制理論研究,缺乏在實際系統(tǒng)中的應用檢驗,因此在本文的研究過程中搭建了一個基于YC-SX多變量過程控制實驗平臺的四容水箱多變量系統(tǒng)實物模型,并且通過實驗研究比較了傳統(tǒng)前饋補償PID解耦控制算法和兩種預測控制算法對此多變量系統(tǒng)的解耦控制效果。實驗結果表明基于黃金分割法的階梯式約束多變量動態(tài)矩陣控制算法的控制效果最好,能夠在各種擾動情況下及不同工況下有效地解決多變量系統(tǒng)耦合問題,并且,這種在實驗平臺上的控制系統(tǒng)設計研究更加接近于工程實際情況,對于檢驗理論研究成果有很重要的意義。最后,為了操作、分析方便,本文設計了一個基于Matlab和LabVIEW軟件的人機操作界面,綜合了Matlab軟件在數(shù)據運算處理和LabVIEW軟件在創(chuàng)建操作界面方面的優(yōu)點,達到了更好的界面操作效果。
【圖文】：

華北電力大學第 2 章 基于物理平臺2.1 YC-SX 多變量過程控制實驗2.1.1 實驗設備概況YC-SX 多變量過程控制實驗平臺主熱水箱、盤管、不銹鋼管道及配件組成。量計、電動閥和手動調節(jié)閥組成；另一路組成。在該平臺上可以自行搭建所需的實控制實驗、前饋反饋控制實驗、比值控制別如圖 2-1 中 a) 和 b) 所示。

門執(zhí)行器根據控制信號的變化來調節(jié)執(zhí)行器的行程，進而使三通線，以此來調節(jié)控制回路的流量大小。水泵為不銹鋼的磁力驅動循環(huán)-SX 多變量過程控制實驗平臺上的水箱控制裝置雖然是一個實驗室是它可以很好地模擬工業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)，其水箱裝置的液位變化與變量的特性是類似的，并且該裝置中被控對象模型結構清晰可見，于觀察。另外，還可以通過調節(jié)閥門開度來構造不同階次的被控對活多變。因此，這個過程控制實驗平臺很適合用來研究各種類型的。數(shù)據的傳輸實驗室中，每個 YC-SX 多變量過程控制實驗平臺均只對應一個 PX集卡和一臺計算機。PXI-PCI 多功能采集卡圖片如圖 2-2 所示。PXI-卡有 8 路輸入通道、4 路輸出通道，輸入通道主要是用來接收上、量、壓力等信號，輸出通道主要是用來輸出控制器輸出信號到實驗電動閥。設備間的數(shù)據傳輸示意圖如圖 2-3 所示。
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP273

【參考文獻】

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本文編號：2583438