雙容水箱液位控制系統(tǒng)控制算法設(shè)計

3.3.3微分控制(D) 22 3.4.1比例(P)調(diào)節(jié)器控制 233.4.2比例(PI)調(diào)節(jié)器控制 253.4.3比例(PID)調(diào)節(jié)器控制 26 摘要隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，雙容水箱控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，器和基于雙曲余弦增益的新型非線性PID控制器的參數(shù)優(yōu)化問題，同時從理論上以這種分布參數(shù)、遲延性，非線性被控對象，雙曲余弦增益的非線性PID控制比傳統(tǒng)貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)AbstractmeuseofthecontrolofthelinearPIDcontrollerfornonlinearsystemexistsmanydiesthetraditionalPIDcontrollerandanewtypeofe貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)第一章緒論用價值。貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)現(xiàn)實情況的特點，總體控制效果很理想。。1.4本文的主要研究內(nèi)容(1)利用浙江天煌科技實業(yè)有限公司研制開發(fā)的THKGK-1型雙容水箱對象系統(tǒng)實驗裝置進(jìn)行單/雙容水箱對象特性測試以及根據(jù)實驗結(jié)果建立單/雙容水箱對象數(shù)學(xué)參數(shù)，進(jìn)行線性PID仿真，采用臨界比例帶法和衰減曲線法對雙容水箱數(shù)學(xué)模貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)第二章單、雙容水箱的數(shù)學(xué)建模數(shù)學(xué)模型[5]就是為了某種科研目的，利用數(shù)學(xué)符號建立起的等式或者不等式以的數(shù)學(xué)模型是指過程在某些控制量以及擾動量的作用下輸出量所對應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系(2)消去中間變量，建立輸入、控制和輸出變量之間的關(guān)系；(3)對整個方程進(jìn)行增量化處理，進(jìn)而建立增量化方程；Q貴Q貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)(4)對系統(tǒng)模型表達(dá)式進(jìn)行線性化處理，簡化方程；(5)列出相關(guān)狀態(tài)方程和輸出方程。階躍響應(yīng)法[1]建模是實際科研中經(jīng)常使用的方法，其主要理念就是獲的控制系21Q1222hA圖2.1單容水箱結(jié)構(gòu)1為Q，出水閥V穩(wěn)定在某一開度。如果Q作為系統(tǒng)的輸入變量，h為其輸出變量，211貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)dhQ一Q=A在一般流動情況(紊流)下，流出流量Q可用伯努利方程推導(dǎo)出出口流量與2液位的關(guān)系有2K----流量系數(shù)由流體力學(xué)可知，流體在紊流情況，液位h與流量之間為非線性關(guān)系。但為Qh正比，而與閥V的阻力R成122反比，即2hR2或hh2Q22-3式中，R為V閥的阻力，稱為液阻。222dt21G(s)=H(s)=R2=K0Q(s)RCs+1Ts+112式中，T=為水箱的時間常數(shù)(注意：閥的開度大小會影響到水箱的時假令輸入流量Q1(s)=R0/s，R為常量，則輸出液位的高度為：0H(s)=H(s)=0=0一0s(Ts+1)ss+1/T2-60貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)0tT時，則有002-82-9式29表示一階慣性環(huán)節(jié)的響應(yīng)曲線是一單調(diào)上升的指數(shù)函數(shù)，如圖2.2所示。由圖2.2可知該曲線上升到穩(wěn)態(tài)值的63.2%所對應(yīng)的時間，就是水箱的時間常數(shù)T。該時間常數(shù)T也可以通過坐標(biāo)原點對響應(yīng)曲線作切線，此切線與穩(wěn)態(tài)值的交點所對應(yīng)的時間就是時間常數(shù)T。h2(0)0Tt圖2.2單容水箱階躍響應(yīng)曲線2.3.2雙容水箱液位的機理建模最常見控制模型，若其流入量和流出量相同，水箱的液位不變，平衡后當(dāng)流入側(cè)閥門開大時，流入量大于流出量導(dǎo)致液位上升。同時由于出水壓力的增大使流出量逐漸增大，其趨勢是重新建立起流入量與流出量之間的平衡關(guān)系，即液位上升到一定高度使流出量增大到與流入量相等而重新建立起平衡關(guān)系，液位最后穩(wěn)定在某一高度上；反之，液位會下降，并最終穩(wěn)定在另一高度上。由于水箱的流入量可以調(diào)節(jié)，流隨液位高度的變化而變化，所以只需建立流入量與液位高度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系就可以建立該水UU(s)TTs2(TT)s11212貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)圖2.3雙容水箱結(jié)構(gòu)圖雙容水箱系統(tǒng)構(gòu)成如上圖所示，水先流入水箱A，接著經(jīng)過出水閥閥R流1入水箱B，再經(jīng)過出水閥R流出。用變頻控制泵調(diào)節(jié)水流量Q，而由用戶需要21進(jìn)而改變水流量Q。根據(jù)上述分析可以寫出兩個水箱在的物料平衡方程：0dHdHAA111Ai2iQ)01KuuQi1HR11Q1HR22A，A為水箱的截面積，R，R代表線性化水阻，Q，H和u等均以各個量的1212穩(wěn)態(tài)值為起始點，將上式合并整理后得：TdHT1H1u1T2T22dtH212R/R21將上式合并整理后得：TTd2H2(TTTd2H2(T2dt1u1H22dt2上式顯然是一個二階微分方程，2-16轉(zhuǎn)變?yōu)閭鬟f函數(shù)形式為：H(s)rKR圖2.4雙容水箱階躍響應(yīng)曲線TTTTt2貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)當(dāng)過程具有純時延，則傳遞函數(shù)為：KH(s)rKRKu121212式中K為總放大系數(shù)211122212C1、C分別為2上水箱和下水箱的容量系數(shù),式中的K、T和T可由實驗求得的階躍響應(yīng)曲線求出,具體的做法是在圖2.4所示的階躍響應(yīng)曲線上選?。?1)、h2(t)穩(wěn)態(tài)值的漸近線h2(∞)；(2)、h2(t)|t=t1=0.4h2(∞)時曲線上的點A和對應(yīng)的時間t1；(3)、h2(t)|t=t2=0.8h2(∞)時曲線上的點B和對應(yīng)的時間t2。然后用以下方法求取參數(shù)的數(shù)值：R階躍輸入量0TTtTTt過曲線的拐點做一條切線，它與橫軸交于A點，OA即為滯后時間常數(shù)T。貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)實驗法建模對于非常復(fù)雜對象很有效，尤其是一階或二階系統(tǒng)，通過試驗方法測取其特性參數(shù)非常方便。在這里我們主要是采用階躍響應(yīng)法，階躍響應(yīng)是指一個階躍輸入加到系統(tǒng)上時系統(tǒng)的輸出?？梢杂梅€(wěn)、準(zhǔn)、快來描述控制系統(tǒng)的性能。穩(wěn)是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題是由系統(tǒng)本身的閉環(huán)反饋作用引起的；準(zhǔn)是指控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，一般用穩(wěn)態(tài)誤差來描述，而穩(wěn)態(tài)誤差是指系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，系統(tǒng)的期望輸出與實際輸出的差值，包含靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差；快是指控制系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，一般用調(diào)節(jié)時間來描述。2.4.2實驗系統(tǒng)介紹本裝置[1][2]集多參數(shù)控制為一體，由控制對象、傳感器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、和計算機等構(gòu)成。控制對象包括上、中、下三個水箱和一個儲水箱，其中上、中、下水箱由兩臺變頻磁力泵供水。上、中兩個水箱都安裝有一個擴散硅壓力傳感器來檢測壓力和液位；下水箱是一個復(fù)合式水箱，其中內(nèi)筒不銹鋼水箱中裝有電加熱器和溫度傳感器。主管道上安裝有小型渦輪流量計、小型閥門和兩臺變頻磁力驅(qū)動泵。水箱中的水位、壓力、以及流量都可以用于構(gòu)成控制系統(tǒng)的被控參量。兩臺磁力泵中的任一臺都可作為調(diào)節(jié)通道或干擾通道，模擬現(xiàn)場產(chǎn)生的干擾信號，以驗證整個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性能。調(diào)節(jié)器主要有模擬調(diào)節(jié)器(含比例P調(diào)節(jié)、比例積分PI調(diào)節(jié)、比例微分PD調(diào)節(jié)、比例積分微分PID調(diào)節(jié))、位式調(diào)節(jié)器、智能儀表調(diào)節(jié)器、PLC控制器、單片機控制、計算機控制等。執(zhí)行器模塊主要包括固態(tài)繼電器、磁力驅(qū)動泵、電加熱絲。變送器模塊主要包括流量變送器(FT)、液位變送器(LT1、LT2)、溫度變送器(TT)、壓力變送器(PT)等變送器的零位、增益可調(diào)，并均以標(biāo)準(zhǔn)信號DC0-5V輸出。貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)圖2.5THKGK-1型過程控制實驗裝置圖2.6THKGK-1型過程控制實驗結(jié)構(gòu)圖2.4.3單容水箱實驗內(nèi)容輸入階躍信號前，利用PID調(diào)節(jié)器的手動旋鈕調(diào)節(jié)輸出，將被控參數(shù)液位控制在4cm左右，觀察水箱的水位是否處于平衡在，若已平衡，記錄此時調(diào)節(jié)器手動輸出值VO以及水箱水位的高度hl和顯示儀表LT1的讀數(shù)值并記錄下表：變變頻器輸出頻率水箱水位高度手動輸出顯示值LT1VOhlf貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)HHZv迅速增調(diào)“手動調(diào)節(jié)”電位器，使PID的輸出突加10%，利用上位機監(jiān)控軟件記下由此引起的階躍響應(yīng)的過程曲線，并根據(jù)所得曲線填寫下表：水箱水位LT1讀數(shù)cmtt(s)200220240260280300320340360380水位數(shù)上位機控制監(jiān)控軟件對液位的記錄過程曲線如下圖：圖2.7單容水箱水位上升階躍響應(yīng)實驗曲線(一)貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)圖2.8單容水箱水位上升階躍響應(yīng)實驗曲線(二)等到進(jìn)入新的平衡狀態(tài)后，再記錄測量數(shù)據(jù)，并記錄下表：變頻器變頻器輸出頻率f手動輸出VO水箱水位高度hlLT1顯示值HZvcmcm12.67將“手動調(diào)節(jié)”電位器回調(diào)到剛平衡時的位置，再用上位機控制監(jiān)控軟件記錄圖2.9單容水箱水位下降階躍響應(yīng)實驗曲線貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)圖2.10單容水箱階躍響應(yīng)實驗數(shù)據(jù)處理圖像0由機理法建模的結(jié)果知：R階躍輸入h0.0858u0.18G(s)=K=0.48Ts+1285s+1輸入階躍信號前，利用PID調(diào)節(jié)器的手動旋鈕調(diào)節(jié)輸出，將被控參數(shù)液位控制在4cm左右，觀察水箱的水位是否處于平衡在，若已經(jīng)平衡，記錄此時調(diào)節(jié)器手動輸出值VO以及水箱水位的高度h2和顯示儀表LT2的讀數(shù)值并記錄下變變頻器輸出頻率f手動輸出VO水箱水位高度h2LT2顯示值HZvcmcm1.954.024.07貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)迅速增調(diào)“手動調(diào)節(jié)”電位器，使PID的輸出突加10%，利用上位機監(jiān)控軟件記下由此引起的階躍響應(yīng)的過程曲線，并根據(jù)所得曲線填寫下表：水箱水位LT2讀數(shù)水箱水位LT2讀數(shù)水箱水位LT2讀數(shù)水箱水位LT2讀數(shù)貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)水水箱水位LT2讀數(shù)cm上位機控制監(jiān)控軟件對液位的記錄過程曲線如下圖：圖2.11雙容水箱上水箱水位上升階躍響應(yīng)實驗曲線圖2.12雙容水箱下水箱水位上升階躍響應(yīng)實驗曲線貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)等到進(jìn)入新的平衡狀態(tài)后，再記錄測量數(shù)據(jù)，并記錄下表：變頻器變頻器輸出頻率f手動輸出VO水箱水位高度hlLT1顯示值HZvcmcm12.63將“手動調(diào)節(jié)”電位器回調(diào)到剛平衡時的位置，再用上位機控制監(jiān)控軟件記錄圖2.13雙容水箱上水箱水位下降階躍響應(yīng)實驗曲線圖2.14雙容水箱下水箱水位下降階躍響應(yīng)實驗曲線U(s)=U(s)=(Ts貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)圖2.15雙容水箱階躍響應(yīng)實驗數(shù)據(jù)處理圖像t2796TTt1 求解得1T2R階躍輸入0h0.0856u0.19KK21貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)第三章雙容水箱液位PID控制系統(tǒng)ID當(dāng)前在生產(chǎn)中使用的液位控制系統(tǒng)，主要以傳統(tǒng)的線性PID控制算法為主，關(guān)于簡單的線性系統(tǒng)，其數(shù)學(xué)模型一般容易建立，采用PID控制能夠取得滿意的控制DPID貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)偏差e(t)=r(t)-y(t)pT0ddtpT0ddtiPid0dtT0dtT輸入之間的關(guān)系為PTTPTTT貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)T貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)3.3.1比例控制(P)(t)=Ke(t)=e(t)P6比例調(diào)節(jié)作用的傳遞函數(shù)為G(s)=(s)=K=1RE(s)P6P越小且動態(tài)偏差也越小，衰減率減小，但是振蕩劇烈。這說明衰減率(穩(wěn)定性)與靜態(tài)偏差、動態(tài)偏差(準(zhǔn)確性)對Kp的期望是矛盾的，為了解決上述矛盾，往往在比p3.3.2積分控制(I)0(t)=1jte(t)dt0I貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)或d(t)/或d(t)/dt=IGG(s)=(s)=1RE(s)TsIRE(s)TsI會使系統(tǒng)振蕩劇烈，從而造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。i3.3.3微分控制(D)Ddt動態(tài)方程為(t)=Tde(tDdt微分調(diào)節(jié)作用的傳遞函數(shù)為G(s)=(s)=TsRE(s)D貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)d3.4.1比例(P)調(diào)節(jié)器控制 調(diào)參數(shù)基本達(dá)到給定值后，即可將調(diào)節(jié)器切換到純比例自動工作狀態(tài)(積分時間常數(shù)貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)3.4.2比例(PI)調(diào)節(jié)器控制在比例調(diào)節(jié)實驗控制參數(shù)合理的基礎(chǔ)上，加入積分作用(即把積分器“I”由最I(lǐng)較完善。貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)3.4.3比例(PID)調(diào)節(jié)器控制PI即把D打開。然后加上與前面實驗幅值完全相等的擾動，記錄系統(tǒng)被控制量響應(yīng)的動態(tài)曲線，并與PI實貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)第四章雙容水箱的線性PID控制參數(shù)整定計算機仿真可以創(chuàng)立一個模擬的實驗環(huán)境，構(gòu)造出復(fù)雜且精確的數(shù)學(xué)模型。計算言具有更多的優(yōu)點，例如編寫簡單、易學(xué)易懂等，所以MATLAB語言被稱為演算紙用非常廣泛，SIMULINK是一個用來對動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模，仿真和分析的軟件包，它支持連續(xù)，離散及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)。在SIMULINK環(huán)境中，它為用PID方法帶6和臨界振蕩周期T，然后根據(jù)臨界比例帶6和臨界振蕩周期得T到系統(tǒng)的衰減cccc率和其他整定參數(shù)。具體整定步驟如下：(1)設(shè)置調(diào)節(jié)器整定參數(shù)Tw，T=0，δ置于較大的數(shù)值后，將系統(tǒng)投入閉id環(huán)運行；(2)系統(tǒng)運行穩(wěn)定后適，量減小比例帶的數(shù)值并施加階躍擾(小比例帶是設(shè)貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)觀察被調(diào)量的變化，直到出現(xiàn)等幅振蕩為止。記錄此時的臨界比例帶6和臨界振蕩周期T；cc(3)根據(jù)臨界比例帶6和臨界振蕩周期T，查表4.1；cc1611(1+)6TsI11(1++Ts)6TsDIP6cccTIccTDI公式(如采用的是比例積分調(diào)節(jié)器，即選用6=2.26；Ti=0.85T)，求出調(diào)節(jié)器中的cc(4)將計算出的各整定參數(shù)值設(shè)置到調(diào)節(jié)器中，對系統(tǒng)作階躍擾動試驗，觀察被一階調(diào)節(jié)系統(tǒng))不能采用。ssss(1)設(shè)置調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)T，T=0，6置于較大的數(shù)值后，將系統(tǒng)投入id貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)到所要求的衰減率)，當(dāng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)過程達(dá)到所要求的衰減率時，記錄當(dāng)時對應(yīng)的比例帶6和衰減振蕩周期T；ss(3)根據(jù)比例帶6、衰減振蕩周期T查表4.2；ss166TsI11(1++Ts)P6ssTDsTIss6TsDI表4.2衰減曲線法調(diào)節(jié)器參數(shù)整定(=0.75)(4)將計算出的各整定參數(shù)值設(shè)置到調(diào)節(jié)器中，對系統(tǒng)作階躍擾動試驗，觀察被4.2.3基于響應(yīng)曲線法的PID整定可根據(jù)帶有時滯環(huán)節(jié)的一階近似模型的階躍響應(yīng)來整定PID[12],則對象的模型可該方法首先要通過實驗測定開環(huán)系統(tǒng)對階躍輸入信號的響應(yīng)曲線，具體步驟為：(1)首先進(jìn)行開環(huán)控制，斷開反饋通道，給被控對象一個階躍輸入信號u；(2)記錄被控對象的輸出特性曲線； (3)從曲線上取得參數(shù)u,u,y,y，T和T；minmaxminmax(4)計算K和飛升速度；貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)yK=maxmin,K=maxmin,=uTmaxminyyminmaxminmaxTTPPID表4.3響應(yīng)曲線法法參數(shù)整定公式貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)容水箱液位控制的參數(shù)整定(1)首先根據(jù)雙容水箱液位閉環(huán)傳遞函數(shù)(1)首先根據(jù)雙容水箱液位閉環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=e78s建立(2)獲取系統(tǒng)的等幅振蕩曲線，斷開積分器和微分器的輸出連線，從小到大調(diào)PP11出現(xiàn)等幅振蕩如圖4.2所示。此時此時的臨界比例帶6==，臨界振蕩周期cK18.3Pcpp6PIPIcDI貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)1 (4)根據(jù)表4.1所示，系統(tǒng)PI控制整定時，6=2.26=2.2，比例放大系數(shù)C18.3KT0.85T=510s，積分放大系數(shù)K=Kp=8.32=0.016P6IciT510I連接積分器的輸出連線，設(shè)置新的比例放大系數(shù)K和積分放大系數(shù)K，仿真運行，Pi(5)根據(jù)表4.1所示，PID控制整定時，6=1.676=1.671，比例放大系數(shù)c18.3K==10.96，積分時間常數(shù)T=0.5T=300s，微分時間常數(shù)T=0.25T=75s，積貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)K10.96分放大系數(shù)K=p==0.037，微分放大系數(shù)K=KK=10.9675=822,重新設(shè)iT300dpDIpid貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)圖4.8臨界比例帶法三種整定的單位階躍響應(yīng)曲線目控P項器制標(biāo)對比(1)首先根據(jù)雙容水箱液位閉環(huán)傳遞函數(shù)G((1)首先根據(jù)雙容水箱液位閉環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=e78s建立(2)在Simulink中，把積分輸出線和微分輸出線都斷開“K”的值從大到小進(jìn)P貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)pps1 (4)根據(jù)表4.2所示，系統(tǒng)PI控制整定時，6=1.26=1.2，比例放大系數(shù)s8.5KTTsKKp77P6IsiT400IPi貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)1(5)根據(jù)表4.2所示，PID控制整定時，6=0.86=0.8，比例放大系數(shù)s8.5K==10.625，積分時間常數(shù)T=0.3T=240s，微分時間常數(shù)T=0.1T=88s，積P6IsDsK10.625分放大系數(shù)K=p==0.044，微分放大系數(shù)K=KK=10.62588=850,iT240dpDIpid貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)圖4.14衰減曲線法三種整定的單位階躍響應(yīng)曲線目控P項器制表4.5衰減曲線法三種整定的單位階躍響應(yīng)曲線的指標(biāo)對比然后將臨界比例帶法和衰減曲線法PID控制整定的單位階躍響應(yīng)曲線輸出到同一個貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)通過上述兩種方法對雙容水箱液位控制系統(tǒng)進(jìn)行線性PID整定，可以得出，從貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)第五章雙容水箱液位的非線性PID控制算法設(shè)計以便達(dá)到更好的控制效果。相關(guān)經(jīng)驗表明假如非線性函數(shù)中的所有參數(shù)選擇合理,就PID器中的可以隨控制誤差的變化而變化，所以它的抗干擾性能比線性PID控制好。使得其結(jié)構(gòu)也不盡相同，本文主要引用文獻(xiàn)[18]中描述的一種雙曲余弦增益的非線性雙曲余弦增益的非線性控制算法.2.1算法描述exp(ke)+exp(ke)K(e)=ch(ke)=0002(e(t)e(t)ee=〈maxmaxmaxesign(t)e(t)>maxmax貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)G(s)=K(e)K(s)G(s)=K(e)K(s)=00(K+K/s+Ks)R2PIDmax0P系數(shù)K和微分系數(shù)K。IDmaxmax0max貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)1e246810-6e2468105.2.2控制器參數(shù)優(yōu)化PID控制器還沒有具體有效的整定方法，考慮到熱工過程建模的復(fù)ID(2)尋求控制器參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)的具體要求就行參數(shù)初始化；(3)確定整個系統(tǒng)的時域性能比如調(diào)節(jié)時間，穩(wěn)態(tài)時間，上升時間，超調(diào)量等，變(5)運行優(yōu)化程序，得到最優(yōu)化的控制參數(shù)；水箱液位控制系統(tǒng)的仿真PID控制系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)K、K、K優(yōu)化設(shè)計。PID貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)首先首先根據(jù)雙容水箱液位閉環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=e78s建立統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型要求，然后運行程序，待仿真系統(tǒng)的貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)e78s建立e78s建立貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)動小，而且非線性PID沒有超調(diào)的現(xiàn)象，控制作用明顯比傳統(tǒng)線性PID貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)超調(diào)量超調(diào)量目控器穩(wěn)定時間制項貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)器的超調(diào)量比線性PID控制器要大，但是最后重新到達(dá)穩(wěn)態(tài)的時間幾乎相同，這說明雖然非線性PID控制的對抗擾動時系統(tǒng)的波動性比較大，但是平衡擾動的能力還貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)第六章總結(jié)整個設(shè)計結(jié)果表明，雖然傳統(tǒng)的線性PID控制器具有構(gòu)造簡單、設(shè)計容易、控雖然非線性控制算法很多，本文只是引用了一種雙曲余弦增益的非線性PID控AB明，大多數(shù)非線性PID控制算法的響應(yīng)時間短，超調(diào)量小，系統(tǒng)的穩(wěn)定性好，調(diào)節(jié)此外，還使用了MATLAB軟件，就可以對控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和仿真，尤其運用SIMULINK工具箱能方便地對不同的控制算法進(jìn)行系統(tǒng)仿真。通過對PID控制器的貴貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)參考文獻(xiàn)[1]THKGK-1型過程控制實驗指導(dǎo)書浙江天煌科技實業(yè)有限公司[2]變頻調(diào)速應(yīng)用于雙容水箱液位控制系統(tǒng)的分析河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院馬林[3]趙丹丹，郭寧，馮文強.二階雙容水箱液位的串級控制冶金自動化[J].2008年S2[4]李太福，常繼彬，葛繼科，蘇盈盈.雙容水箱單參數(shù)比列積分微分控制[J].[5]王志新，谷云東.雙容水箱上的幾