基于EPA技术的多容过程双模控制研究

【摘要】：本文主要内容是通过EPA(Ethernet for Plant Automation)以三容水箱为例实现多容过程双模型控制的分析研究。三容水箱液位控制系统是工业生产过程中多容流量对象的抽象模型,可对工业生产过程中多容、多阶次、非线性、耦合或非耦合等特性进行模拟,以判别控制策略性能的优劣。首先运用机理建模方法,对单容水箱、双容水箱的数学模型公式进行了逐步推导,进而求出三容水箱的数学模型公式。利用实验测量得出的参数数据,求出三容水箱数学模型为:s针对单纯的PID控制对具有多级大惯性特点的三容水箱是很难达到有效控制的缺点。本文引入模糊控制器与PID控制器配合使用,即双模控制实现对三容水箱的有效控制。通过对PID与模糊控制的原理研究分析,在Simulink过程仿真软件中对模糊PID控制器进行了详细的设计。并根据已经求得的三容水箱数学模型,对三容水箱过程的双模控制进行了仿真模拟分析。模拟曲线显示,模糊PID控制比传统的PID控制响应速度更快,效果更好。将双模控制应用于多容过程中,可显著提高控制质量。研究引入工业以太网EPA对三容水箱过程进行双模型控制。通过对EPA优点的分析,确定选择EPA作为本次设计的控制网络。利用EPA通讯组态软件(EPA_Configuration)对实验室现有EPA设备进行组态通讯,自动生成组态画面。成功后,将生成的EPA文件导入到监控组态软件(AdvanTrol-Pro(v2.65))中去,进行监控组态设计。设计完成后,与实验室三容水箱试验设备进行实时通讯和监督控制,试验验证结果表明,通过工业以太网EPA技术,双模控制用于多容过程可行且控制质量显著。
【关键词】：双模控制 EPA 三容水箱 PID 模糊控制
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273