高級過程控制實驗驗證平臺設計及算法研究.pdf

1、過程控制是高校自動控制學科的一門重要課程，學生在學習理論知識的同時，還需要通過實踐進行理解消化，并在理解消化的基礎上創(chuàng)新。為此，建設一個理論與實際相結(jié)合的過程控制實驗平臺尤為重要。 本課題將控制理論與控制工程有機結(jié)合設計出一種過程控制綜合實驗平臺，是西北工業(yè)大學“網(wǎng)絡環(huán)境下復雜控制系統(tǒng)實驗室”的一個子項目。該平臺是以流量、液位控制為研究對象的全物理實驗平臺，具有強大的實驗驗證功能。不僅可以實現(xiàn)不同階次的單入單出對象，還可以實現(xiàn)多

2、入多出對象和變參數(shù)對象；不僅可以實現(xiàn)常規(guī)的控制方案和控制算法，還可以對先進控制算法進行驗證、研究。 文章首先回顧過程控制的現(xiàn)狀及教學狀況，分析建立過程控制實驗平臺的可行性和必要性，介紹過程控制的基本理論。然后，針對目前已有的平臺實驗功能的單一性，設計出一套功能完備、結(jié)構(gòu)靈活、能滿足不同層次需求的開放實驗平臺；完成了硬件設備的選型、采購和安裝；并根據(jù)硬件平臺的特點進行了實驗設計和軟件平臺設計，平臺的數(shù)據(jù)采集、算法實現(xiàn)、控制輸出都是

3、由PC機實現(xiàn)，運用組態(tài)王實現(xiàn)各種控制系統(tǒng)的監(jiān)控界面設計，但由于組態(tài)王運算功能不強，不能實現(xiàn)辨識、自適應等復雜的控制算法，因此采用Matlab編寫算法軟件，Visual Basic作為組態(tài)王和Matlab的中間接口程序提供實時數(shù)據(jù)交換(DDE)。最后從理論上對實驗對象建立數(shù)學建模并進行特性分析，并通過二階對象對增量式PID控制和自校正PID控制進行了驗證。 綜上所述，作者設計出了一個既能應用于高校實驗教學又能驗證研究先進控制理論的