预测控制研究及其在温度对象中的应用
发布时间：2021-11-10 05:48
温度是实际应用中重要的控制参数,由于被控对象复杂程度逐渐提高,在控制温度方面面临许多问题。如何提高控制效果、满足复杂系统的控制要求,是目前温度控制领域重要的研究方向。本文采用ETAL温度控制实验装置,用于模拟工业生产中回转窑煅烧水泥熟料时的温度控制过程,具有大时延、非线性、参数时变等难以控制的特性。本文将基于测试法建立被控对象的数学模型描述,针对被控对象特性选择合适的预测控制算法,并使用可编程控制器实现对温度对象的控制。根据三个温区的阶跃响应曲线,采用测试法建立不同温区的数学模型。模型包括有时延部分和无时延部分,对无时延部分采用一节惯性模型描述,对有时延部分采用一节惯性加纯滞后环节描述。温度对象无时延部分选择PID控制方案,利用单纯形法对控制器进行参数优化。由于温度变化是典型的慢过程,而实际实验时采样速度可达毫秒级别,高采样频率提高了响应速度,却也将误差的变化趋势忽略,导致在采样周期中,两次温度的差值过小,从而使PID控制算法中的微分环节失效;若将采样时间增大又会导致系统震荡强烈。为解决这一问题,提出基于差别采样的PID控制方案,对温度的偏差以及偏差的变化设定不同的采样时间,使采样得到...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ETAL温度控制实验装置图
预测控制研究及其在温度对象中的应用72.2.1PLC控制器PLC控制器部分部件及接口描述如图2-2所示。图2—2PLC控制器部分部件及接口描述其中，X20CPU上的以太网IF2接口主要用于安装有AutomationStudio的计算机与控制器之间通讯连接、下载、编程和调试。X20CPU上的POWERLINKIF3接口主要用于与POWERLINK从站设备通讯连接。X20BB80是X20BC0083这类总线控制模块的底座模块，为总线控制器模块及其配套的电源模块提供安装位置，并且能和X20电气模块X20BMxx相连，以便连接后续的X20I/O模块。I/O模块部分如图2-3所示。图2—3PLC控制器I/O模块部分
预测控制研究及其在温度对象中的应用72.2.1PLC控制器PLC控制器部分部件及接口描述如图2-2所示。图2—2PLC控制器部分部件及接口描述其中，X20CPU上的以太网IF2接口主要用于安装有AutomationStudio的计算机与控制器之间通讯连接、下载、编程和调试。X20CPU上的POWERLINKIF3接口主要用于与POWERLINK从站设备通讯连接。X20BB80是X20BC0083这类总线控制模块的底座模块，为总线控制器模块及其配套的电源模块提供安装位置，并且能和X20电气模块X20BMxx相连，以便连接后续的X20I/O模块。I/O模块部分如图2-3所示。图2—3PLC控制器I/O模块部分
【参考文献】：
期刊论文
[1]PLC技术在电气自动化中的应用[J]. 李琪. 中外企业家. 2019(33)
[2]PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J]. 王金星,孙祖帅. 电子技术与软件工程. 2019(20)
[3]基于最优化函数的多光谱高温计真温反演算法[J]. 梁美,梁磊. 烟台大学学报(自然科学与工程版). 2019(01)
[4]基于预测PI的多变量控制在锅炉燃烧系统中的应用[J]. 张丙昌,任正云,陈安钢. 计算机测量与控制. 2017(09)
[5]新型双重控制算法在烟叶复烤过程的应用[J]. 傅磊,任正云. 控制工程. 2014(S1)
[6]水泥篦冷机回路优化控制设计及编程实现[J]. 万春红,张东宁,杨彩铃,汪敏,赵桂林,周一戟. 电气自动化. 2010(06)
[7]纯滞后串级控制系统的新型控制算法[J]. 刘川来,杨朋飞,宁通. 信息与控制. 2009(02)
[8]PID控制算法在同步发电机自动励磁调节系统中的应用[J]. 张建兵. 科技资讯. 2008(30)
[9]预测PI控制器性能评价与参数整定[J]. 王谦,徐进学,王向东. 自动化技术与应用. 2008(02)
[10]基于单纯形法参数寻优的预测PI与经典PID控制的仿真对比[J]. 晋成龙,徐群. 科技信息(学术研究). 2007(07)
硕士论文
[1]基于模型预测和路径规划的汽车主动转向避撞控制研究[D]. 张巍.重庆大学 2017
[2]水泥回转窑烧成过程控制系统研究与应用[D]. 常建峰.燕山大学 2016
[3]基于模型的癫痫状态预测控制研究[D]. 李阁.天津大学 2014
[4]基于PLC搬砖车自动控制系统的研究[D]. 孟凡祥.山东科技大学 2011
[5]间歇反应釜先进控制系统的设计与实现[D]. 滕少龙.大连理工大学 2006
[6]温控系统的智能PID控制算法研究[D]. 李科.华中科技大学 2006
[7]基于MATLAB/Simulink/GUIDE的PID工具箱的设计[D]. 贺居锋.东北大学 2005
[8]时滞系统的DMC—神经元PID串级控制的研究[D]. 李金霞.福州大学 2004
本文编号：3486701
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ETAL温度控制实验装置图
预测控制研究及其在温度对象中的应用72.2.1PLC控制器PLC控制器部分部件及接口描述如图2-2所示。图2—2PLC控制器部分部件及接口描述其中，X20CPU上的以太网IF2接口主要用于安装有AutomationStudio的计算机与控制器之间通讯连接、下载、编程和调试。X20CPU上的POWERLINKIF3接口主要用于与POWERLINK从站设备通讯连接。X20BB80是X20BC0083这类总线控制模块的底座模块，为总线控制器模块及其配套的电源模块提供安装位置，并且能和X20电气模块X20BMxx相连，以便连接后续的X20I/O模块。I/O模块部分如图2-3所示。图2—3PLC控制器I/O模块部分
预测控制研究及其在温度对象中的应用72.2.1PLC控制器PLC控制器部分部件及接口描述如图2-2所示。图2—2PLC控制器部分部件及接口描述其中，X20CPU上的以太网IF2接口主要用于安装有AutomationStudio的计算机与控制器之间通讯连接、下载、编程和调试。X20CPU上的POWERLINKIF3接口主要用于与POWERLINK从站设备通讯连接。X20BB80是X20BC0083这类总线控制模块的底座模块，为总线控制器模块及其配套的电源模块提供安装位置，并且能和X20电气模块X20BMxx相连，以便连接后续的X20I/O模块。I/O模块部分如图2-3所示。图2—3PLC控制器I/O模块部分
【参考文献】：
期刊论文
[1]PLC技术在电气自动化中的应用[J]. 李琪. 中外企业家. 2019(33)
[2]PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J]. 王金星,孙祖帅. 电子技术与软件工程. 2019(20)
[3]基于最优化函数的多光谱高温计真温反演算法[J]. 梁美,梁磊. 烟台大学学报(自然科学与工程版). 2019(01)
[4]基于预测PI的多变量控制在锅炉燃烧系统中的应用[J]. 张丙昌,任正云,陈安钢. 计算机测量与控制. 2017(09)
[5]新型双重控制算法在烟叶复烤过程的应用[J]. 傅磊,任正云. 控制工程. 2014(S1)
[6]水泥篦冷机回路优化控制设计及编程实现[J]. 万春红,张东宁,杨彩铃,汪敏,赵桂林,周一戟. 电气自动化. 2010(06)
[7]纯滞后串级控制系统的新型控制算法[J]. 刘川来,杨朋飞,宁通. 信息与控制. 2009(02)
[8]PID控制算法在同步发电机自动励磁调节系统中的应用[J]. 张建兵. 科技资讯. 2008(30)
[9]预测PI控制器性能评价与参数整定[J]. 王谦,徐进学,王向东. 自动化技术与应用. 2008(02)
[10]基于单纯形法参数寻优的预测PI与经典PID控制的仿真对比[J]. 晋成龙,徐群. 科技信息(学术研究). 2007(07)
硕士论文
[1]基于模型预测和路径规划的汽车主动转向避撞控制研究[D]. 张巍.重庆大学 2017
[2]水泥回转窑烧成过程控制系统研究与应用[D]. 常建峰.燕山大学 2016
[3]基于模型的癫痫状态预测控制研究[D]. 李阁.天津大学 2014
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[6]温控系统的智能PID控制算法研究[D]. 李科.华中科技大学 2006
[7]基于MATLAB/Simulink/GUIDE的PID工具箱的设计[D]. 贺居锋.东北大学 2005
[8]时滞系统的DMC—神经元PID串级控制的研究[D]. 李金霞.福州大学 2004
本文编号：3486701
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