基于隐式广义预测控制算法的LNG出口压力控制系统研究
[Abstract]:LNG outlet pressure control system is widely used in modern industry and daily life. With the continuous development of industry, people have higher and higher requirements for LNG outlet pressure control. With the development of science and technology, more and more advanced control technologies have emerged, because of its ability to control the pressure of LNG outlet, which has the characteristics of non-linearity, large inertia, many disturbance factors and large time delay. In this paper, the LNG outlet pressure is taken as the research object, and the generalized predictive control algorithm is studied. On this basis, the method of directly identifying the parameters of the control law is proposed to calculate the algorithm, which makes the algorithm more real-time and fast. It is called implicit generalized predictive control algorithm, and the LNG outlet pressure control model based on implicit generalized predictive control algorithm is established. The effect of current PID algorithm and implicit generalized predictive control algorithm on pressure control is compared by MATLAB simulation. The minimum system of MCU with STM32 as its subordinate computer and its necessary are also established. Peripheral circuit design, design pressure acquisition circuit, proportional solenoid valve drive circuit, at the same time use C # and visual studio-2010 design of LNG outlet pressure control system, convenient for users to display and control the pressure. The main research work and innovation of this paper are as follows: 1. Implicit generalized predictive control algorithm analysis and research. For general generalized predictive control (GPC) algorithms, the Diophantine equation needs to be deduced and solved on-line repeatedly, and the matrix must be inverted many times at the same time. If you want to calculate the control law, you must solve the parameters of the controller. This will also lengthen the calculation time and reduce the real-time performance of the system control. Considering the above factors seriously restrict the practical application of the generalized predictive control algorithm, this paper introduces the direct identification of the control law parameters e, g, s. The implicit generalized predictive control algorithm is developed on this basis. 2. Modeling and research of LNG outlet pressure control system based on implicit generalized predictive control algorithm. Because LNG pressure control has time-varying, uncertain and large delay Posterior characteristics, not only the uncertainty of the control object, time-varying, large lag, but also has the characteristics of large tank capacity, large fluctuations in the amount of gas, the amount of gas supply is not symmetrical, and in the process of pressure control, LNG will change state (liquid into gas), so now using a simple PID algorithm has been unable to achieve In order to satisfy the control requirements, an implicit generalized predictive control algorithm based on Carima model and an implicit generalized predictive control algorithm based on the implicit generalized predictive control algorithm are used to abstract the LNG pressure control into a first-order linear hysteresis link. The hardware design of the LNG outlet pressure control system is based on the implicit generalized predictive control algorithm. The STM32 microprocessor with Cortex-M3 as the kernel is used as the core CPU of the embedded controller, and the STM32 minimal system is built. On this basis, the RS-M32 minimal system is designed. 485 communication interface circuit, pressure detection circuit, proportional solenoid valve drive circuit, and the use of MODBUS-RTU protocol as a communication protocol, in order to achieve the stability of communication and information transmission between the various modules, on the basis of the original protocol, according to the needs of the system, the control protocol format is designed to facilitate the exchange of information between the upper and lower computer. The software design of LNG outlet pressure control system is mainly developed by using Visual Studio-2010 development platform and C# language. By referring to the experience of other control system design and the usage habits of operators, the upper computer of LNG outlet pressure control is designed. The system mainly includes system setting interface, exit system interface, parameter setting interface, report parameter interface, user setting interface, equipment setting interface, etc. It can realize the monitoring and control functions of the lower computer of LNG outlet pressure control system.
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP273
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,本文编号:2190713
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