基于PLC和组态王的单容水箱液位定值控制实验

以S7-200PLC为控制器,单容水箱为被控对象,设计了单容水箱液位定值控制实验.液位信号通过液位传感器测量变送至PLC,经PID控制算法对数据进行处理,输出控制信号至执行器,执行器为电动调节阀.运用组态王软件设计了单容水箱液位定值控制实验的人机界面,实现对整个系统的实时监控.     

基于MATLAB的液位模糊控制系统设计

对水箱系统设计一个两维模糊控制器,模糊控制器设计为两个输入一个输出,模糊控制器的输出用来控制阀门的开度,调节水箱的液位。运用MATLAB模糊工具箱实现双输入单输出的模糊控制器,并结合Simulink仿真得到实际液位跟踪给定液位的曲线,仿真结果证实该模糊控制器优越于常规的PID控制器,水箱模糊控制系统获得良好的控制性能指标。     

三容水箱液位模糊免疫自适应控制算法研究

三容水箱是一种可用于研究液位、流量、温度等参数控制的实验装置,在控制理论教学及科学研究中具有重要的实际应用价值,其功能在于可以组合成多种控制回路,验证各种控制算法,模拟工业现场控制类型。该文对三容水箱进行建模,对传统的PID控制算法和模糊控制算法进行改进。采用MATLAB/Simulink设计模糊免疫自适应PID控制器,建立了三容水箱二阶与三阶液位控制模型,并进行仿真实验,使用上位机软件对控制算法进行测试验证。实验表明,与普通PID控制和模糊PID控制相比,控制系统的稳定性和快速性得到显著改善。     

基于GUI的四容水箱半实物仿真平台设计

多容水箱作为具有非线性、多变量、强耦合等特性的实验装置,为教学提供了具体的控制对象。针对多容水箱实验装置目前存在的问题,设计了一个基于GUI的四容水箱半实物仿真平台。平台以单片机(STC89C51)为控制器,利用Matlab的S函数实现四容水箱的非线性数学模型,通过串口通讯完成水箱液位控制,并且设计GUI界面以实时监控水箱液位及参数。该平台不仅占地少,成本低,灵活性大,而且便于展示控制效果和二次开发,提高学生的学习兴趣和实践能力。     

基于分数阶PI~λ控制器的单容水箱液位控制

讨论分数阶PIλ控制器在单容水箱液位控制中的应用问题,给出了一种基于图解稳定性准则的PIλ控制器的设计方法.研究了PIλ控制器的参数稳定域,然后在稳定域内进行系统性能的设计,并提出具体的设计算法.通过Matlab仿真和水箱液位控制系统的实际操作实验,对分数阶PIλ控制器、整数阶PI控制器和常规Ziegler-Nichols参数整定方法进行比较,说明了本文设计方法的有效性和分数阶PIλ控制器的优越性.     

一种改进的模式识别自整定PID控制方法

摘 要：针对常规PID控制器不能很好兼顾抗干扰性与鲁棒性的缺点,提出一种新的基于模式识别自整定PID控制算法。该算法对参数整定规则了进行探索和创新,并给出了具体的整定规则公式。为了实现算法在实验室水箱液位控制的应用,采用OPC技术实现了MATLAB软件与MCGS组态软件的数据实时交互。实验结果表明,该规则在MATLAB仿真和水箱液位控制应用中取得到了很好的整定效果,控制性能优于常规PID控制。     

基于滑模控制的液位系统研究

探讨了滑模变结构控制的设计原理,设计了一种滑模控制器,实现了单输入单输出系统的控制,并利用MATLAB／SIMULINK搭建系统进行仿真,研究了基于滑模变结构控制的三容水箱液位高度控制器对于系统输人的跟踪效果．并与传统PID控制相比较,体现了滑模变结构控制的动态、稳态品质良好,对输入信号跟踪效果理想,鲁棒性好,比传统PID控制更为优越．     

遗传模糊优化算法在三容水箱控制系统中的仿真应用

针对存在大滞后、时变、非线性特点的液位控制系统在工况大范围变化时传统控制算法控制效果不理想的问题,提出利用模糊控制结合遗传算法的空间寻优能力,对隶属度函数的参数和模糊控制规则的后件进行综合编码优化,利用进化原理寻优来获得最佳的参数进行模糊系统自动设计的方法建立三容水箱控制系统仿真模型,在此模型上验证.仿真结果表明此方法的有效性和实用性.     

基于组态王与Matlab的三容水箱多变量虚拟控制系统

基于组态王和Matlab构建了一个三容水箱液位控制的虚拟仿真系统.首先利用组态王搭建了液位控制系统监控画面,其次依据现代控制理论建立其数学模型,并使用Simulink工具箱构建多变量控制系统,然后通过OPC数据通信技术建立了组态王界面和Simulink的连接,最终实现了多变量控制系统的动态监控、实时曲线查询、历史数据查询和报警等功能.实验结果表明,该虚拟仿真系统简单易操作,动态画面效果逼真,可以用于多变量控制系统的学习与培训.     

基于dSPACE的水箱液位控制系统

以水箱液位系统为研究对象,基于dSPACE-DS1103单板系统和Matlab/Simulink软件环境,建立了水箱液位系统的实时控制平台。在该平台上,使用dSPACE提供的Real-Time Interface(RTI),通过扩展Matlab的实时工具箱Real-Time Workshop(RTW),实现了从Simulink模型到dSPACE实时硬件代码的自动下载。水箱液位控制系统采用双闭环串级控制,其主调节器分别采用常规PID和单神经元自适应PID控制器进行实验研究。实验结果表明在该实时控制平台上,液位控制系统采用单神经元自适应PID控制器能够获得良好的动态性能,满足对液位的控制要求。     

基于MCGS组态软件的PID液位控制

以THJ-2高级过程控制实验装置为基础,采用串级PID控制方法设计建立了双容水箱的数学模型,构成了以上水箱液位为副参数、下水箱液位为主参数的液位串级控制系统,在组态软件MCGS中进行了实现,实验测试结果表明,系统实现了对过程参数的无稳态误差控制,具有良好的稳态性能和动态性能。     

换热器出口温度和大水箱液位串级控制系统的研究

随着控制理论的不断发展,过程控制在工业生产中得到了广泛应用。以换热器出口温度和大水箱液位串级控制系统为研究目标,在MCGS组态软件的环境下,采用串级控制,并对PID控制算法进行了改进。系统通过远程输入输出模块进行计算机换热器出口温度和大水箱液住串级控制,达到控制温度和液位的目的,并从理论分析和实验操作两方面进行了控制优化策略研究探讨。     

基于组态监控技术的水箱液位串级控制系统设计

双容水箱液位的控制作为过程控制的一种,由于其自身存在滞后的问题,对象随负荷变化而表现非线性特性及控制系统比较复杂的特点,传统的控制不能达到满意的控制效果,所以本文在现场总线控制系统FCS设计平台的基础上,构建了一种基于西门子STEP 7和组态软件WINCC的双容水箱的液位串级控制系统的设计方案。本方案利用WINCC良好的人机界面、数据采集功能,并结合STEP 7环境编程的便利性,采用可靠的MPI接口建立WINCC和PLC、双容水箱之间的数据通讯。利用WINCC开发服务器端画面,在PLC客户端环境中编写控制程序,最终实现对水箱液位的精确控制。实践表明,此方法使用简单可靠,可广泛应用于工业生产过程中的液位控制问题。     

模糊PID液位控制系统的设计与实现

文章针对双水箱液位系统,主调节器采用模糊PID控制,副调节器采用比例调节器的串级控制系统对水箱液位控制。并用组态软件MCGS实现了普通PID和模糊PID控制算法。试验结果表明,采用模糊PID控制的下水箱液位,较常规PID控制其响应速度快,且较快地达到稳态,从而改善系统的性能。     

基于PLC与组态技术的液位控制系统的设计与实现

以过程控制实验装置的水箱液位系统为被控对象,PLC作为控制器,电动阀为执行器,在建立液位系统的数学模型的基础上,采用PID控制算法,对其参数进行了整定,构建了系统的MCGS组态环境,并在该环境下进行了调试.调试结果表明,系统运行稳定,超调量为18％,调节时间约为3 min,控制指标达到了工程要求,控制效果良好.     

基于Mamdani模糊自适应PID的液位串级控制系统设计

本文依据模糊控制和常规PID控制的基本特点,设计了一种基于Mamdani模型的模糊自适应PID液位串级控制系统,研究对具有时变、非线性的复杂系统的控制.通过引入Mamdani模型的模糊规则对PID控制参数进行修正,实现对液位系统在全工况下的优化控制.利用Matlab进行仿真,研究分析表明,基于Mamdani模糊自适应PID控制方法与常规PID方法相比具有很好的控制效果,具有更好的稳定性、鲁棒性,且控制精度高.     

锅炉实验装置的液位模糊控制

采用模糊控制算法设计Rockwell实验室的锅炉液位控制系统,以单容下水箱的液位单闭环控制为例,对其设计过程及控制系统存在问题进行分析,提出了一种建立模糊控制查询表的简单方法,并给出了程序设计。实验结果表明,单容下水箱的液位模糊控制达到了无超调控制。     

单容水箱液位控制系统的研究和设计

介绍了单容水箱系统的构成并创建了单容水箱系统的数学模型,在此基础上讲述了基于单片机的单容水箱液位控制系统的硬件组成和算法控制.     

基于LabVIEW的模糊PID液位控制系统实现

液位控制是工业控制中的重要问题,针对液位控制过程中存在大滞后、时变、非线性的特点,设计一种参数自适应的模糊PID控制器,可以在线实现PID参数的调整。介绍了基于Lab VIEW的模糊逻辑工具箱(Fuzzy Logic Toolkit),并利用该工具箱设计出模糊PID控制器并实现对三容水箱的控制实验。实验结果表明模糊PID控制算法与常规PID算法相比具有鲁棒性强和动态性能好等特点,该控制方法对于三容水箱类系统控制是有效的。     

三水箱综合实验仿真平台的设计与应用

基于力控组态软件、Excel实时数据库和Matlab语言构建了一个三水箱系统的液位综合实验仿真平台.在综合实验仿真平台中,利用Matlab/Simulink完成三水箱开环系统的建模与仿真过程,选取Excel作为Matlab和力控组态软件通讯之间的动态数据库,利用DDE协议实现了数据传输等功能.最后利用力控组态软件实现三水箱系统的闭环控制、实时监控与报警等功能.