變結(jié)構(gòu)控制理論在非線性溫度系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、溫度控制不管在實驗系統(tǒng)還是在工程應用上都是非常普遍的。而調(diào)節(jié)器是控制系統(tǒng)中非常重要的部分，為了取得更好的溫度控制效果，須要對控制算法進行研究。本文提出用滑模變結(jié)構(gòu)控制算法來設(shè)計控制器，根據(jù)控制的過程和工作原理以及實測的可控硅調(diào)壓閥開度、產(chǎn)生的熱流量等數(shù)據(jù)，在MATLAB環(huán)境下利用直線形式擬合出調(diào)節(jié)閥開度和熱流量的線性關(guān)系，再依據(jù)工程熱力學和傳熱學的原理，建立起整個雙容溫度控制系統(tǒng)的非線性模型。 在此非線性模型的基礎(chǔ)上，將溫度系統(tǒng)

2、數(shù)學模型分解為一個二階線性系統(tǒng)和一個單輸入非線性系統(tǒng)來研究，對單輸入非線性微分方程，則分別變換為高階常微分方程、線性簡約型和一類仿射非線性系統(tǒng)形式，求取各形式的基于線性切換面的等效控制和滑模運動方程；然后取合適的趨近律求得滑模變結(jié)構(gòu)控制器；再把整個溫度系統(tǒng)非線性模型作為一個多輸入非線性系統(tǒng)的整體來進行研究，包括采用非線性狀態(tài)變換和相變量形式兩種方法，最終得到了滑模變結(jié)構(gòu)控制器。 在MATLAB軟件平臺上，對溫度系統(tǒng)模型進行Sim

3、ulink仿真，并對仿真結(jié)果進行了分析；并對滑模變結(jié)構(gòu)控制的抖動問題進行討論。得出的結(jié)論是： 1.所設(shè)計的溫度系統(tǒng)的非線性模型是合理的； 2.滑模變結(jié)構(gòu)控制算法對非線性系統(tǒng)的控制效果是明顯的； 3.滑模變結(jié)構(gòu)控制有跟蹤性能好、超調(diào)小、響應快、誤差小、抗干擾能力強和魯棒性好等優(yōu)點，但也存在抖動問題。 在MATLAB/Simulink仿真的基礎(chǔ)上，以DSP仿真器為硬件，進行滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的原型代碼下載，為