雙容水箱系統(tǒng)自適應(yīng)解耦切換控制.pdf

1、雙容水箱液位系統(tǒng)是典型的具有非線性強耦合的雙輸入雙輸出被控對象，工業(yè)上許多的多輸入多輸出被控對象的整體或局部都可以抽象成雙容水箱系統(tǒng)，因此，雙容水箱系統(tǒng)的液位控制實驗研究具有廣泛的應(yīng)用背景和很高的研究價值。然而，工業(yè)中常見的一些經(jīng)典控制方法大多采用多個獨立控制回路分別設(shè)計控制器，忽略了系統(tǒng)的耦合關(guān)系，故通常難以取得滿意的控制效果。所以，針對雙容水箱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計有效的控制方法并成功應(yīng)用于仿真和實際研究中，成為急需解決的關(guān)鍵問題。<

2、br>　　本文依托東北大學(xué)流程工業(yè)綜合自動化國家重點實驗室，采取了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性自適應(yīng)解耦切換控制方法并針對實際的雙容水箱系統(tǒng)進行了液位控制研究，主要工作歸納如下:
　　1.針對雙容水箱液位耦合系統(tǒng)的實際結(jié)構(gòu)，根據(jù)動態(tài)物料平衡方程建立機理模型，將機理模型在工作點附近線性化得到控制器設(shè)計模型，并通過參數(shù)辨識實驗確定模型的未知參數(shù)，為控制器參數(shù)設(shè)計及實驗研究提供基礎(chǔ);
　　2.將雙容水箱系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型表述為低階線性模型

3、和高階非線性項之和的形式，并針對其非線性強耦合特點，在工作點附近設(shè)計了由線性自適應(yīng)解耦控制器、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性自適應(yīng)解耦控制器和切換機制組成的非線性自適應(yīng)解耦切換控制器;
　　3.在MATLAB\Simulink仿真平臺上利用所設(shè)計的切換控制器進行了雙容水箱系統(tǒng)液位控制的仿真研究，并與采用常規(guī)PI控制器、線性自適應(yīng)解耦控制器、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補償?shù)姆蔷€性自適應(yīng)解耦控制器和基于前一拍補償?shù)姆蔷€性自適應(yīng)解耦控制器時的液位仿真控制實驗結(jié)