高級(jí)過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)設(shè)計(jì)及算法研究.pdf

1、過(guò)程控制是高校自動(dòng)控制學(xué)科的一門(mén)重要課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，還需要通過(guò)實(shí)踐進(jìn)行理解消化，并在理解消化的基礎(chǔ)上創(chuàng)新。為此，建設(shè)一個(gè)理論與實(shí)際相結(jié)合的過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)尤為重要。 本課題將控制理論與控制工程有機(jī)結(jié)合設(shè)計(jì)出一種過(guò)程控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，是西北工業(yè)大學(xué)“網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下復(fù)雜控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室”的一個(gè)子項(xiàng)目。該平臺(tái)是以流量、液位控制為研究對(duì)象的全物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，具有強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證功能。不僅可以實(shí)現(xiàn)不同階次的單入單出對(duì)象，還可以實(shí)現(xiàn)多

2、入多出對(duì)象和變參數(shù)對(duì)象；不僅可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)的控制方案和控制算法，還可以對(duì)先進(jìn)控制算法進(jìn)行驗(yàn)證、研究。 文章首先回顧過(guò)程控制的現(xiàn)狀及教學(xué)狀況，分析建立過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的可行性和必要性，介紹過(guò)程控制的基本理論。然后，針對(duì)目前已有的平臺(tái)實(shí)驗(yàn)功能的單一性，設(shè)計(jì)出一套功能完備、結(jié)構(gòu)靈活、能滿(mǎn)足不同層次需求的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；完成了硬件設(shè)備的選型、采購(gòu)和安裝；并根據(jù)硬件平臺(tái)的特點(diǎn)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)，平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集、算法實(shí)現(xiàn)、控制輸出都是

3、由PC機(jī)實(shí)現(xiàn)，運(yùn)用組態(tài)王實(shí)現(xiàn)各種控制系統(tǒng)的監(jiān)控界面設(shè)計(jì)，但由于組態(tài)王運(yùn)算功能不強(qiáng)，不能實(shí)現(xiàn)辨識(shí)、自適應(yīng)等復(fù)雜的控制算法，因此采用Matlab編寫(xiě)算法軟件，Visual Basic作為組態(tài)王和Matlab的中間接口程序提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換(DDE)。最后從理論上對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象建立數(shù)學(xué)建模并進(jìn)行特性分析，并通過(guò)二階對(duì)象對(duì)增量式PID控制和自校正PID控制進(jìn)行了驗(yàn)證。 綜上所述，作者設(shè)計(jì)出了一個(gè)既能應(yīng)用于高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)又能驗(yàn)證研究先進(jìn)控制理論的