水箱液位控制系統(tǒng)重置控制策略研究.pdf

1、液位控制系統(tǒng)具有時滯、非線性、慣性等特點，現(xiàn)有的控制方法難以有效的補償時滯對系統(tǒng)的影響且調(diào)節(jié)時間過長并產(chǎn)生較大超調(diào)。為了解決調(diào)節(jié)時間過長與超調(diào)量過大的問題，本文以二階液位控制系統(tǒng)為實驗對象，主要研究了重置控制在液位控制系統(tǒng)中的瞬間控制性能。
　　首先，在研究重置控制基礎上將提前重置PID引入到液位控制系統(tǒng)中，仿真與實驗結果表明，與普通的PID控制相比較，提前重置PID在水箱液位控制系統(tǒng)中能取得更好的控制性能。另外，在仿真與實驗的基

2、礎上，本文對重置控制和模糊控制進行了分析對比。實驗結果表明，與普通的PID控制及模糊控制相比，重置PID提高了液位控制系統(tǒng)的瞬間響應性能，減少了到達穩(wěn)態(tài)的過渡時間且產(chǎn)生較小的超調(diào)量。提前重置PID進一步減小了上升沿的超調(diào)量且在下降沿沒有產(chǎn)生超調(diào)。
　　其次，為了解決提前重置PID上升沿出現(xiàn)的超調(diào)問題，本文將上升沿時觸發(fā)的重置律切換到一個比穩(wěn)態(tài)時積分器輸出值更小的值，保持一定時間后再切換到穩(wěn)態(tài)時積分器輸出值。這種切換可以釋放掉上升階

3、段更多的積分能量，使得上升沿時無超調(diào)量產(chǎn)生，同時保證了穩(wěn)態(tài)時不會產(chǎn)生過大的穩(wěn)態(tài)誤差并保持了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　最后，重置控制器的設計需要根據(jù)模型計算穩(wěn)態(tài)時積分器的值。然而辨識的模型并不能精確的描述液位系統(tǒng)的特性，為了獲得穩(wěn)態(tài)積分器精確的值，本文在采用實驗與理論相結合的方法得到了穩(wěn)態(tài)積分器值與設定值的線性關系。
　　本文的突出工作在于將重置控制引入到液位控制系統(tǒng)中，并取得顯著的控制效果。同時針對重置控制在實際液位控制系統(tǒng)中應用