双容水箱液位控制系统的开发与研究 被引量：4

1

作者 常瑞丽 韩军 《机床与液压》 北大核心 2014年第10期166-168,171,共4页

基于MCGS组态软件构建了双容水箱液位控制系统,以双容水箱液位为控制对象建立数学模型,进行实验研究;同时,设计了单容水箱液位PID调节器,并在阶跃信号作用下进行了P、PI和PID实验,对构建多参数过程控制系统具有重要的实际意义和参考价值。

关键词 液位控制 双容水箱 过程控制

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双容水箱液位自抗扰控制系统稳定性分析及实验教学设计 被引量：7

2

作者 李大字 李国强 张建青 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2021年第7期63-66,72,共5页

该文在系统稳定性分析的基础上设计了双容水箱液位自抗扰控制系统实验。首先通过阶跃响应法对系统进行辨识,然后采用基于幅角原理的双轨迹分析法对系统稳定性进行分析。介绍了双容水箱液位控制系统的工艺流程,设计了液位自抗扰控制方案... 该文在系统稳定性分析的基础上设计了双容水箱液位自抗扰控制系统实验。首先通过阶跃响应法对系统进行辨识,然后采用基于幅角原理的双轨迹分析法对系统稳定性进行分析。介绍了双容水箱液位控制系统的工艺流程,设计了液位自抗扰控制方案,并进行了实验验证,将实验结果与传统的PID控制进行比较,最后进行了实验评价。该实验通过液位自抗扰控制实验设计和控制系统稳定性分析,使学生掌握自抗扰控制器应用方法,在获取系统稳定阈的基础上进行控制器参数整定。 展开更多

关键词 自抗扰控制器 稳定性分析 系统辨识 双容水箱液位控制系统

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基于扰动观测器的双容液位系统RBF神经网络滑模控制 被引量：1

3

作者 张克 于海生 +1 位作者 孟祥祥 颜克甲 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第5期954-960,共7页

针对双容液位系统存在的外部扰动、模型参数不确定等问题,设计了一种基于非线性扰动观测器(nonlinear disturbance observer,NDOB)的径向基函数神经网络滑模控制(radial basis function neural network sliding mode control,RNNSMC)方... 针对双容液位系统存在的外部扰动、模型参数不确定等问题,设计了一种基于非线性扰动观测器(nonlinear disturbance observer,NDOB)的径向基函数神经网络滑模控制(radial basis function neural network sliding mode control,RNNSMC)方法。建立双容液位系统数学模型,采用积分型滑模面来提高系统的鲁棒性,在常规积分滑模控制的基础上,通过RBF神经网络(RBF neural network,RNN)对系统的非线性函数进行逼近,并设计非线性扰动观测器估计外部扰动,选用Lyapunov稳定性判据证明了控制策略的闭环稳定性。仿真结果表明,所提控制策略与积分滑模控制(integral sliding mode control,ISMC)方法相比,不需要精确的数学模型,且控制精度更高,抗干扰能力更强。 展开更多

关键词 RBF神经网络 滑模控制 双容液位系统 非线性扰动观测器 外部扰动

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基于PLC的双容水箱液位控制仿真与实物实验系统设计 被引量：25

4

作者 朱涛 周天沛 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2013年第11期29-33,共5页

利用PLC和MCGS混合编程,建立了双容水箱液位控制系统的仿真数学模型,详述了基于PLC的PID控制程序实现方法,对实验得到的控制曲线进行了分析,取得了良好的控制效果。该系统可以在仿真实验与实物实验之间实现功能互补、交叉融合,并且稳定... 利用PLC和MCGS混合编程,建立了双容水箱液位控制系统的仿真数学模型,详述了基于PLC的PID控制程序实现方法,对实验得到的控制曲线进行了分析,取得了良好的控制效果。该系统可以在仿真实验与实物实验之间实现功能互补、交叉融合,并且稳定性好、成本低,使用方便,形象直观,容易升级,为研究性学习提供了良好的基础平台。 展开更多

关键词 液位控制 仿真系统设计 PLC 组态软件 双容水箱

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双容水箱模糊Smith时滞补偿控制系统混合实验平台设计 被引量：10

5

作者 蒋建波 苗爱敏 +3 位作者 李鹏 梁竹关 邹勋 檀磊 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2017年第1期84-89,共6页

设计了一个基于西门子S7-300PLC控制系统和双容水箱实验装置的混合实验平台,其涵盖了控制策略的仿真以及对实际对象的控制。该平台利用以太网和OPC通信,实现了控制器、被控对象及监测系统之间的数据互联传输,并以模糊Smith时滞补偿控制... 设计了一个基于西门子S7-300PLC控制系统和双容水箱实验装置的混合实验平台,其涵盖了控制策略的仿真以及对实际对象的控制。该平台利用以太网和OPC通信,实现了控制器、被控对象及监测系统之间的数据互联传输,并以模糊Smith时滞补偿控制策略的应用验证为例,使得虚拟仿真和实际验证有机地融合在一起并能够灵活、快速地转换,提高了双容液位系统控制策略设计的可移植性,解决了系统设计和工程应用之间的脱节问题。 展开更多

关键词 实验平台 双容水箱 液位控制 模糊Smith控制器 OPC

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基于解耦算法的双容水箱液位控制 被引量：4

6

作者 李宗帅 乔辉 王修岩 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2012年第1期94-96,共3页

双容水箱的液位是典型的MIMO非线性耦合系统,针对液位控制,构建了基于ControlLogix的控制系统,解决液位控制问题;根据物料平衡原理建立了双容水箱的数学模型,并且在稳态工作点附近进行线性化,进一步依据解耦算法的原理,给出了双容水箱... 双容水箱的液位是典型的MIMO非线性耦合系统,针对液位控制,构建了基于ControlLogix的控制系统,解决液位控制问题;根据物料平衡原理建立了双容水箱的数学模型,并且在稳态工作点附近进行线性化,进一步依据解耦算法的原理,给出了双容水箱液位控制的解耦模型,在此基础上采用PID控制器进行控制。实验结果表明,基于解耦算法的液位PID控制效果要好于单纯的PID控制。 展开更多

关键词 解耦控制 双容水箱 液位

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基于组态王和Matlab的双容水箱液位控制 被引量：11

7

作者 郑华 吕伟珍 《中国农机化》 北大核心 2012年第2期155-157,共3页

为了将复杂控制算法应用到实践中,提出利用DDE(动态数据交换)技术实现Matlab与组态王之间的数据通讯,结合了Matlab强大的运算能力和组态王软件的数据采集、系统监控方面的优势。并将其应用到AE3000型过程控制实验系统中,采用自校正PID... 为了将复杂控制算法应用到实践中,提出利用DDE(动态数据交换)技术实现Matlab与组态王之间的数据通讯,结合了Matlab强大的运算能力和组态王软件的数据采集、系统监控方面的优势。并将其应用到AE3000型过程控制实验系统中,采用自校正PID控制算法实现双容水箱液位的控制,取得良好的控制效果。 展开更多

关键词 组态王 MATLAB DDE 自校正PID 双容水箱 液位控制

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自适应预测控制在三容水箱液位系统中的应用 被引量：6

8

作者 黄勤芳 覃秀凤 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第1期83-86,90,共5页

三容水箱液位系统具有典型的非线性、大滞后特点,能够很好地模拟复杂的工业液位控制对象,而经典控制理论和现代控制理论在三容水箱液位系统中很难取得好的控制效果。通过分析三容水箱物料平衡关系,构建液位控制系统模型,并进行离散化处... 三容水箱液位系统具有典型的非线性、大滞后特点,能够很好地模拟复杂的工业液位控制对象,而经典控制理论和现代控制理论在三容水箱液位系统中很难取得好的控制效果。通过分析三容水箱物料平衡关系,构建液位控制系统模型,并进行离散化处理,结合自适应预测控制方法对三容水箱液位系统控制进行研究,并完成系统控制器的设计。仿真结果表明,自适应预测控制方法综合了自适应控制方法和预测控制方法,不仅维持了自适应控制方法本身的特性,还具备预测控制方法的控制效果好、鲁棒性强等优点。因此,与传统PID控制方法和自适应控制方法相比,自适应预测控制方法能够获得更好的控制跟踪性能,其控制精度更高,响应速度更快速。 展开更多

关键词 三容水箱系统 液位控制 离散化 自适应预测控制 PID控制

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基于WinCC的水箱液位控制系统实时仿真平台开发 被引量：9

9

作者 高兴泉 肖新宇 +1 位作者 王子硕 刘志成 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第1期93-97,共5页

该文以耦联双容水箱为例,介绍了一种基于WinCC的水箱液位控制系统实时仿真平台开发。首先用WinCC构建双容水箱工艺流程动态监控画面;然后在C脚本下实现对水箱液位非线性数学模型的求解和增量PID控制量的计算;最后通过设置相同的采样时... 该文以耦联双容水箱为例,介绍了一种基于WinCC的水箱液位控制系统实时仿真平台开发。首先用WinCC构建双容水箱工艺流程动态监控画面;然后在C脚本下实现对水箱液位非线性数学模型的求解和增量PID控制量的计算;最后通过设置相同的采样时间并关联相应的变量,实现监控动态画面和C脚本之间的通信,组建成一个完整的闭环控制系统,并进行手动/自动模式的测试。该仿真平台能够用动画实时地展示水箱液位变化过程,立体感和真实感强,可实现在线修改控制器参数、手动/自动两种模式无扰切换等功能,人机交互效果好,是一个有效的验证各类控制算法及其参数设定的仿真实验平台。 展开更多

关键词 WINCC 水箱液位控制系统 实时仿真 C脚本 无扰切换

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RBF-ARX模型在三容水箱液位控制系统建模中的应用 被引量：2

10

作者 邓秋连 彭辉 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2007年第11期2880-2884,共5页

针对三容水箱液位系统的非线性,采用RBF-ARX模型对三容液位系统进行了离线动态特性建模的研究。着重讨论了RBF-ARX模型结构的选取、模型参数辨识、RBF参数优化等问题。RBF-ARX模型与ARX模型的一步预测输出比较的结果证实了RBF-ARX模型... 针对三容水箱液位系统的非线性,采用RBF-ARX模型对三容液位系统进行了离线动态特性建模的研究。着重讨论了RBF-ARX模型结构的选取、模型参数辨识、RBF参数优化等问题。RBF-ARX模型与ARX模型的一步预测输出比较的结果证实了RBF-ARX模型在非线性系统建模中的优越性。 展开更多

关键词 三容水箱 液位控制系统 非线性系统 RBF-ARX模型

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MCGS组态软件在双容水箱液位监控系统设计中的应用 被引量：1

11

作者 张令超 王恒强 +2 位作者 秦补枝 徐壮 罗元 《南方农机》 2020年第12期163-163,共1页

MCGS是一种数据采集与监视控制(SCADA)专用的组态软件。文章针对双容水箱装置,采用MCGS组态软件,按串级控制策略,设计易于操作的上位机监控画面,实现管理和控制。该系统能使学生结合专业知识进行理论上的创新,并锻炼其动手实践能力。

关键词 MCGS组态软件 双容水箱 液位监控系统 串级控制 研华板卡

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双容对象的人工免疫控制系统 被引量：3

12

作者 张建秋 任伟建 武文斌 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2009年第1期78-80,123-124,共3页

基于生物免疫系统的反馈机理得到抗原与抗体间的数学关系式,形成可用于控制系统的免疫控制器.与常规比例积分微分(PID)控制器相比,免疫控制器具有调整时间短、抗扰动能力强、鲁棒性好等优点.将该免疫控制器应用于双容液位对象的实际控制... 基于生物免疫系统的反馈机理得到抗原与抗体间的数学关系式,形成可用于控制系统的免疫控制器.与常规比例积分微分(PID)控制器相比,免疫控制器具有调整时间短、抗扰动能力强、鲁棒性好等优点.将该免疫控制器应用于双容液位对象的实际控制,取得较好控制效果,是一种比较理想的控制器. 展开更多

关键词 生物免疫系统 双容液位对象 免疫控制器

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基于解耦算法的三容水箱液位控制仿真研究 被引量：3

13

作者 王宇欣 常广晖 +2 位作者 吴越 陈诚 刘树勇 《现代电子技术》 2022年第19期99-104,共6页

工程控制系统工况日渐复杂,用于解决单输入单输出问题的方法对于解决多输入多输出系统的问题具有很大的局限性,如传统的PID控制在控制MIMO系统时存在滞后现象,导致控制过程中会有很长的调节时间以及明显的超调量,系统的稳定性不容易得... 工程控制系统工况日渐复杂,用于解决单输入单输出问题的方法对于解决多输入多输出系统的问题具有很大的局限性,如传统的PID控制在控制MIMO系统时存在滞后现象,导致控制过程中会有很长的调节时间以及明显的超调量,系统的稳定性不容易得到保证,最终影响预期效果。文中以德国公司AMIRA设计的DTS200三容水箱系统作为研究对象,通过分析DTS200三容水箱的结构和原理构建了DTS200三容水箱MIMO系统模型,通过在Simulink平台对三容水箱系统进行建模。利用非线性解耦原理设计了解耦控制器,之后在其基础上进行PID设计来调节水箱的控制系统,最后通过输入不同的目标液位对该系统进行测试,结果证明解耦算法能够有效解决水箱系统输入输出的耦合性,使得PID能够很好地控制水箱的目标液位,改善了传统PID控制面对MIMO系统由于存在耦合而导致控制效果不佳的问题。 展开更多

关键词 三容水箱系统 液位控制 PID控制 MATLAB/SIMULINK 解耦算法 MIMO系统

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啤酒罐装机储液缸内液位控制系统设计

14

作者 李晨晓 左小五 《包装工程》 CAS 北大核心 2019年第23期167-173,共7页

目的为了提高产业中啤酒罐装的质量和效率,精准控制储液罐内液位。方法利用双容水箱建立实验数学模型,在PID串级控制和DMC控制等2种算法下仿真,并进行参数整定,对比分析仿真结果。应用OPC技术实现King ACT和组态王数据通信来设计监控界... 目的为了提高产业中啤酒罐装的质量和效率,精准控制储液罐内液位。方法利用双容水箱建立实验数学模型,在PID串级控制和DMC控制等2种算法下仿真,并进行参数整定,对比分析仿真结果。应用OPC技术实现King ACT和组态王数据通信来设计监控界面。结果DMC控制汲取PID的快速性和串级控制响应快的特点,使得整体具有响应快、稳定性好和超调量小的特性。监控界面可以实时形象地反映控制过程。结论该控制系统控制性能佳,鲁棒性强,且成本较低,可用来提高啤酒罐装机灌装效率。 展开更多

关键词 双容水箱 液位 预测控制 组态王 OPC

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一类非线性大滞后系统自适应积分滑模控制 被引量：14

15

作者 侯明冬 王印松 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1182-1188,共7页

针对一类非线性大滞后系统,基于伪偏导数概念的动态线性化非线性系统模型,利用离散时间预测器技术,实现了系统原始表达式中滞后环节的隐性表达,并结合离散积分滑模控制(discrete integral sliding mode control, DISMC)方法,提出了一种... 针对一类非线性大滞后系统,基于伪偏导数概念的动态线性化非线性系统模型,利用离散时间预测器技术,实现了系统原始表达式中滞后环节的隐性表达,并结合离散积分滑模控制(discrete integral sliding mode control, DISMC)方法,提出了一种新的无模型自适应离散积分滑模控制(model-free adaptive discrete integral sliding mode control, MFA-DISMC)方案.该方法的主要特点是控制器设计仅取决于被控对象的输入和输出测量数据.通过理论分析证明了算法的稳定性,仿真研究表明,相比于无模型自适应控制(model-free adaptive control, MFAC)、Smith预估控制、改进的MFAC控制以及比例–积分–微分(proportional-integral-derivative, PID)控制方法,本文方法具有更快的响应速度和更强的鲁棒性.最后,通过双容水箱液位控制系统的实验研究,验证了所提出方法的有效性. 展开更多

关键词 无模型自适应控制 积分滑模控制 动态线性化 大滞后系统 双容水箱液位系统

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基于THJ-2过程控制系统的罗克韦尔控制平台开发 被引量：2

16

作者 崔平 翁正新 《实验室研究与探索》 CAS 2007年第9期28-29,68,共3页

基于THJ-2型高级过程控制系统,采用工业控制中先进的罗克韦尔的设备和软件,开发水箱液位的控制平台。实验表明达到液位的控制要求,为本科教学课程提供生动的实验教材。

关键词 THJ-2型控制系统 罗克韦尔技术 控制平台 水箱液位

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基于改进自抗扰控制算法的双容水箱液位控制

17

作者 徐雪峰 郭广伟 黄余 《机械设计与制造》 2025年第10期226-232,共7页

为解决双容水箱液位控制中存在的建模误差和外部扰动的问题,提出基于改进自抗扰控制算法的双容水箱液位控制方法。该方法选用自抗扰控制算法框架作为主体控制框架,选用扩展状态观测器用于扰动估计,选用比例-积分-微分控制器作为主控制器... 为解决双容水箱液位控制中存在的建模误差和外部扰动的问题,提出基于改进自抗扰控制算法的双容水箱液位控制方法。该方法选用自抗扰控制算法框架作为主体控制框架,选用扩展状态观测器用于扰动估计,选用比例-积分-微分控制器作为主控制器,选用线性二次调节器技术确保闭环控制的规范性和确定改进的自抗扰控制算法中比例-积分-微分控制器的最优参数。通过对双容水箱进行抗扰实验,验证了所构建双容水箱液位控制方法的有效性;仿真对比实验的结果表明,所提方法所对应的评价指标的数值均明显优于常规比例-积分-微分控制算法、RBF神经网络滑模控制算法、模糊分数阶控制算法和多模型预测自适应控制算法,所提出的控制算法能够实现对双容水箱液位的精确控制。 展开更多

关键词 双容水箱 液位控制 自抗扰控制 扩展状态观测器 PID控制器

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一类复杂工业过程的数据驱动与PID协调控制

18

作者 颜克甲 于海生 孟祥祥 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第2期238-243,共6页

针对一类具有强非线性且难以建立精确数学模型的复杂工业过程,提出了一种基于PID与数据驱动的协调控制策略。在系统初始阶段,采用PID控制方法,不需要建立系统的数学模型,就能获得大量系统输入输出(I/O)数据。在系统稳态阶段,提出了多输... 针对一类具有强非线性且难以建立精确数学模型的复杂工业过程,提出了一种基于PID与数据驱动的协调控制策略。在系统初始阶段,采用PID控制方法,不需要建立系统的数学模型,就能获得大量系统输入输出(I/O)数据。在系统稳态阶段,提出了多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)无模型自适应离散终端滑模控制(model-free adaptive discrete terminal sliding mode control,MFA-DTSMC)方法,该方法基于系统的紧格式动态线性化数据模型,且伪Jacobian矩阵(pseudo-Jacobian matrix,PJM)估计算法仅取决于被控对象的I/O测量数据。其次,设计了一种协调控制策略,实现了PID与数据驱动控制器之间的协调控制。以双容水箱液位系统为例进行仿真实验,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 工业过程 数据驱动 协调控制 PID 双容水箱液位系统

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基于NCSLab 3D的虚拟远程实验系统设计与实现 被引量：10

19

作者 周洪 任正涛 +1 位作者 胡文山 雷忠诚 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期20-25,31,共7页

针对当前某些高校自动化专业实验教学设备资源不足与利用率低的问题,基于网络化控制系统实验室架构,将三维虚拟现实技术、远程控制技术等多项技术结合,以双容水箱为对象,通过三维建模与渲染、数学建模、系统集成等步骤,设计并实现一套... 针对当前某些高校自动化专业实验教学设备资源不足与利用率低的问题,基于网络化控制系统实验室架构,将三维虚拟现实技术、远程控制技术等多项技术结合,以双容水箱为对象,通过三维建模与渲染、数学建模、系统集成等步骤,设计并实现一套虚拟远程实验系统。双容水箱实验结果表明,该系统能实现实验教学设备共享,使学生具有强烈的沉浸感与现场感,并且虚拟和远程实验结果可以进行相互验证,个性化的监控界面能提供更好的用户体验。 展开更多

关键词 远程学习 三维建模 虚拟现实 远程控制 双容水箱系统

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动态查询表模糊控制器的开发与应用 被引量：1

20

作者 刘光磊 江彤 +1 位作者 阳春华 吴同茂 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第24期230-232,共3页

工业过程控制中的被控对象具有非线性、纯滞后、多变量的特性。基于此,在图形化编程语言LabVIEW下开发基于动态查询表的模糊控制器,将合成推理法计算得到的动态查询表应用到NI CFP-2120控制器中,该控制器可以在极端环境中运行嵌入式LabV... 工业过程控制中的被控对象具有非线性、纯滞后、多变量的特性。基于此,在图形化编程语言LabVIEW下开发基于动态查询表的模糊控制器,将合成推理法计算得到的动态查询表应用到NI CFP-2120控制器中,该控制器可以在极端环境中运行嵌入式LabVIEW应用程序,对三级串联水箱液位系统进行实时控制。实验结果表明,该模糊控制器具有无超调、非震荡、稳态误差小等特点,可用于实现LabVIEW下的模糊控制。 展开更多

关键词 图形化编程语言 动态查询表 模糊控制 NICFP-2120控制器 水箱液位系统

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