本文關鍵詞：四容系統(tǒng)實驗裝置設計及算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著生產(chǎn)的發(fā)展和工藝水平的不斷提高,越來越多具有時滯、非線性、耦合的復雜被控對象應用到實際的生產(chǎn)過程中。通常情況下將簡單的控制算法,如PID控制器,應用于復雜的被控對象難以達到預期的控制效果,因此非常有必要研究用先進控制算法來實現(xiàn)對復雜被控對象的控制。如果先進控制算法缺乏實物驗證,先進的控制算法投入實際應用將會是一個很長的周期。因此根據(jù)過程控制中典型對象的特性,開發(fā)一套具有工業(yè)背景的實驗裝置具有很重要的現(xiàn)實意義。本課題為滿足自動化專業(yè)教學和學術理論研究需要,自主設計研發(fā)了一套四容系統(tǒng)實驗裝置。實驗裝置分為硬件部分和軟件系統(tǒng)兩部分。硬件上采用了工控機、PCI數(shù)據(jù)采集卡、壓力傳感器、隔膜泵等工業(yè)生產(chǎn)中常用的設備,搭建了硬件平臺并對硬件進行了測試。軟件系統(tǒng)采用MATLAB軟件實現(xiàn),根據(jù)系統(tǒng)功能特點實行模塊化設計。利用MATLAB強大的數(shù)據(jù)處理能力和對硬件的良好支持,通過MATLAB編程的方法實現(xiàn)系統(tǒng)的通訊和控制需求,最后利用MATLAB/GUI設計可視化操作界面,實現(xiàn)四容系統(tǒng)的集成。通過操作界面,可以實現(xiàn)實驗參數(shù)的配置、數(shù)據(jù)采集與存儲、控制過程的動態(tài)顯示等功能。本文還對軟件系統(tǒng)的移植進行了研究,使軟件系統(tǒng)能夠脫離MATLAB環(huán)境使用。本文介紹了根據(jù)伯努利方程建立的系統(tǒng)機理模型,并通過系統(tǒng)辨識的方法獲得系統(tǒng)傳遞函數(shù)的相關參數(shù)。根據(jù)四容系統(tǒng)的特性分別設計了基于辨識模型的內�？刂破骱突跈C理模型的H_∞狀態(tài)反饋控制器。最后將設計的控制器在四容系統(tǒng)實驗裝置上進行實驗驗證,取得了預期的控制效果,達到了實驗裝置設計的目的。四容系統(tǒng)實驗裝置是一個開放的實驗平臺,能驗證多種先進的控制算法,為自動化相關專業(yè)的學生和科研人員提供了一套性能穩(wěn)定、操作簡單的實驗裝置。
【關鍵詞】：四容系統(tǒng) MATLAB 內模控制 H_∞控制
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 多容水箱的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 控制算法研究現(xiàn)狀12
• 1.3 本課題主要工作及章節(jié)安排12-14
• 第2章 實驗裝置硬件設計14-22
• 2.1 實驗裝置的總體設計14-15
• 2.2 實驗裝置硬件設計15-19
• 2.2.1 水槽和水箱15-16
• 2.2.2 檢測機構16-17
• 2.2.3 水泵及調速機構17-18
• 2.2.4 數(shù)據(jù)采集卡18-19
• 2.2.5 工控機19
• 2.3 數(shù)據(jù)采集卡的安裝和測試19-21
• 2.3.1 數(shù)據(jù)采集卡的安裝19-20
• 2.3.2 數(shù)據(jù)采集卡測試20-21
• 2.4 本章小節(jié)21-22
• 第3章 軟件系統(tǒng)設計22-40
• 3.1 軟件系統(tǒng)構成22-23
• 3.2 操作界面設計23-27
• 3.2.1 開發(fā)環(huán)境介紹23-25
• 3.2.2 軟件系統(tǒng)操作界面25-27
• 3.2.3 GUI程序設計27
• 3.3 數(shù)據(jù)采集模塊27-31
• 3.3.1 數(shù)據(jù)采集卡參數(shù)配置27-29
• 3.3.2 DAQNavi在MATLAB中的應用29-30
• 3.3.3 數(shù)據(jù)采集功能實現(xiàn)30-31
• 3.4 圖形顯示模塊31-32
• 3.5 模擬信號的標度變換32-39
• 3.5.1 液位傳感器信號的標度變換33-37
• 3.5.2 水泵控制信號的標度變換37-39
• 3.6 本章小結39-40
• 第4章 四容系統(tǒng)數(shù)學模型40-50
• 4.1 四容系統(tǒng)工作原理40
• 4.2 四容系統(tǒng)數(shù)學模型40-43
• 4.3 四容系統(tǒng)參數(shù)辨識43-49
• 4.3.1 階躍響應法系統(tǒng)辨識43-46
• 4.3.2 四容系統(tǒng)參數(shù)辨識46-49
• 4.4 本章小結49-50
• 第5章 四容系統(tǒng)控制算法實現(xiàn)50-63
• 5.1 內�？刂�50-55
• 5.1.1 內模原理50-52
• 5.1.2 分散內模控制52-54
• 5.1.3 仿真分析54
• 5.1.4 內�？刂茖嶒�54-55
• 5.2 H_∞狀態(tài)反饋控制55-62
• 5.2.1 H_∞控制理論55-56
• 5.2.2 H_∞狀態(tài)反饋控制器設計56-58
• 5.2.3 四容水箱 H_∞控制58-60
• 5.2.4 仿真與分析60-61
• 5.2.5 H_∞控制實驗61-62
• 5.3 本章小結62-63
• 第6章 總結與展望63-65
• 參考文獻65-70
• 附錄70-73
• 1 PCI-1710U數(shù)據(jù)采集卡主要參數(shù)70-71
• 2 實驗裝置軟件系統(tǒng)移植71-73
• 作者簡介及研究成果73-74
• 致謝74

【參考文獻】

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關鍵詞：四容系統(tǒng)實驗裝置設計及算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：443131