液位控制系統(tǒng)翻譯.doc

國際鐵路雜志液位控制系統(tǒng)【刊 名】國際鐵路雜志【出版日期】2008【期 號(hào)】3月離子馬太，杜米特魯波佩斯庫，西普安盧普，千立露西布加勒斯特大學(xué)-控制和計(jì)算機(jī)科學(xué)系，羅馬尼亞電子郵件：inion 3 home .ro1液位控制系統(tǒng)液體流動(dòng)是由電動(dòng)泵所控制的。這個(gè)過程是一個(gè)輸入電壓值介于0和10 V和輸出是液位測量的超聲波傳感器。這個(gè)過程是非線性的，在一個(gè)代表點(diǎn)附近運(yùn)作，它是近似的線性數(shù)學(xué)模型，。使用樣本時(shí)間Te=5s時(shí)可獲得近似的數(shù)學(xué)模型。重點(diǎn)提及的是設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)值，調(diào)節(jié)三個(gè)必須遵循的步驟：- 計(jì)算離散模型; - 性能規(guī)格; - 計(jì)算適當(dāng)?shù)目刂扑惴?在這種情況下，下列的數(shù)值控制算法使用了電平控制：復(fù)位和PID與它的兩種形式， PIDl和PID2 。這些算法有不同的表現(xiàn)形式，使學(xué)生將有機(jī)會(huì)對它們進(jìn)行比較。首先將介紹RST算法，然后介紹PID算法，并對PID算法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與第一種算法進(jìn)行比較。首先將介紹PID算法2 PID算法數(shù)字PID算法來自抽樣與所有適當(dāng)?shù)娜又芷诘倪B續(xù)的PID算法。數(shù)字PID控制器，只適合有、無純滯后的過程模型的二階傳遞函數(shù)。值得一提的是，一些數(shù)值PID控制器沒有一個(gè)連續(xù)的等值。2.1 PIDl數(shù)值算法讓我們考慮一下算法：一個(gè)連續(xù)的PID控制器的傳遞函數(shù)，算法由四個(gè)參量指定：K 比例作用;國際鐵路雜志Ti 積分作用;Td - 微分作用;Td 被過濾的微分作用。有很多方法，可用于抽樣該算法得到相同形式的數(shù)值控制器?？梢钥闯?， PIDl數(shù)值調(diào)節(jié)還有四個(gè)參數(shù)(rth r1 r2, s1)為連續(xù)形式。這種算法可以以結(jié)構(gòu)復(fù)位形式被構(gòu)造 T(q-1)=R(q-1 ) 。人們很容易地看到， PIDl是一個(gè)自由度算法。傳遞函數(shù)在閉環(huán)其中加入?yún)?shù)r(t)與輸出y(i)，其中P(q-1)定義了在閉合回路的擾動(dòng)作用。 PIDl算法中引入了新的零閉環(huán)多項(xiàng)式R(q-1)改變了形式。這種負(fù)面影響將部分消除了PID2算法。已經(jīng)確定了復(fù)位算法現(xiàn)在是很容易計(jì)算PIDl參數(shù)（如果拒絕實(shí)現(xiàn)確定P (q-1)是沒有改變） ，因?yàn)槎囗?xiàng)式R(q-1)和S(q-1)是相同的 3 。因?yàn)樗赡軙?huì)看到在未來的顯卡的性能，PID1算法低于復(fù)位算法。2.2 PID2數(shù)值算法因?yàn)樗⒁獾缴鲜鼋榻B的PIDl調(diào)節(jié)補(bǔ)充零閉環(huán)多項(xiàng)式T(q-1)=R(q-1)。如果多項(xiàng)式T(q-1)可以選擇，這種不利是可部分消除的。確保以這種方式向一個(gè)單一的傳遞函數(shù) 3傳遞 。該區(qū)塊的PID2電路圖數(shù)值算法結(jié)構(gòu)復(fù)位，該算法保證了優(yōu)越的性能與PIDl比較相像。3復(fù)位數(shù)值算法對于任何控制系統(tǒng)有兩個(gè)重要的目標(biāo)定義： 1 。參考的跟蹤; 2 。拒絕干擾 ;經(jīng)典控制結(jié)構(gòu)，只有一個(gè)自由度，具有很多的缺陷，它不能滿足上述兩個(gè)目標(biāo)界定。因?yàn)樗赡軕?yīng)注意此命令不考慮差異的范圍和措施。這意味著，一些定義擾動(dòng)抑制可能限制范圍的追蹤。如果多項(xiàng)式R(q-1)，過濾范圍，所取代另一個(gè)多項(xiàng)式T(q-1)這將導(dǎo)致復(fù)位結(jié)構(gòu)，兩個(gè)自由的程度，接受不同形式的形式在跟蹤和排斥34 。塊復(fù)位結(jié)構(gòu)的數(shù)值算法。閉環(huán)傳遞函數(shù)為：表現(xiàn)拒絕所規(guī)定的特征多項(xiàng)式P(q-1)獲得了抽樣二階連續(xù)系統(tǒng)。多項(xiàng)式住宅R(q-1)和國際鐵路雜志S(q-1)的結(jié)果解決下一個(gè)多項(xiàng)式方程：A(q-1)S(q-1)+ q-1B(q-1)R(q-1)= P(q-1) (4)跟蹤性能控制由T(q-1)和參考過濾。多項(xiàng)式T(q-1)選擇，使閉環(huán)轉(zhuǎn)讓統(tǒng)一（輸出將遵循實(shí)行參考 * ） 。T(q-1)=P(q-1) (5)跟蹤動(dòng)力學(xué)可以由的多項(xiàng)式Bm(q-1)和Am(q-1)修改：多項(xiàng)式Bm，以及Am ，抽樣結(jié)果也從二階連續(xù)系統(tǒng)。因此，選擇參數(shù)，將決定跟蹤性能4 。框圖的復(fù)位控制結(jié)構(gòu)與篩選參考如下：該系統(tǒng)的跟蹤性能，選擇了二階系統(tǒng)，I= 0.25 ， = 0.99的結(jié)果是：拒絕表現(xiàn)也給予了二階系統(tǒng)：n= 2.5 ， = 0.8 。特征多項(xiàng)式的兩極分配方法，將成為：P(q-1)=1 - 1.2807q-1 + 0.4493q-2 (6)解決系統(tǒng)（4）和應(yīng)用（5）計(jì)算的結(jié)果如下：R(q-1)=5.1232 - 6.5q-1 + 2.0516q-2 (7)S(q-1) = 1 - 11.432q-1 + 0.4321q-2 (8)T(q-1)=6.3423 - 9.281q-1 + 3.6137q-2 (9)4虛擬實(shí)驗(yàn)本文提出的實(shí)驗(yàn)是“識(shí)別和控制系統(tǒng)” ，是由控制和計(jì)算機(jī)科學(xué)系的四年級學(xué)生控制。該實(shí)驗(yàn)室的目的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)中的系統(tǒng)辨識(shí)與數(shù)值過程控制。在這一部分的實(shí)踐活動(dòng)的學(xué)生有可能控制水平流體從容器的測試不同類型的數(shù)值算法。圖中的IO是一個(gè)形象的一級控制教學(xué)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)室的活動(dòng)。在虛擬版本,結(jié)構(gòu)分為兩部分。在第一部分中的學(xué)生實(shí)行開放式回路識(shí)別研究過程，在場的學(xué)生必須進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室的第二個(gè)部分在辨認(rèn)數(shù)值控制的過程，包括通過測試各種各樣的算法。 ，測試各種算法。本節(jié)規(guī)定的實(shí)驗(yàn)室存在的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室里是不是強(qiáng)制性的，因?yàn)榛顒?dòng)可以從任何地方開展的與互聯(lián)網(wǎng)連接。虛擬實(shí)驗(yàn)是由兩個(gè)部分組成：硬件和軟件結(jié)構(gòu)。國際鐵路雜志4.1硬件結(jié)構(gòu)這個(gè)實(shí)驗(yàn)室是由硬件結(jié)構(gòu)組成的：- 一個(gè)采集板與模擬到數(shù)字和數(shù)模轉(zhuǎn)換器的獲得和發(fā)送數(shù)據(jù)的過程;- IBM公司的PC兼容的奔騰II - 350 MHz處理器和64兆字節(jié)的RAM ，其中包含采 集板; - 攝像機(jī)實(shí)時(shí)圖像廣播; - 惠普LH3服務(wù)器的互聯(lián)網(wǎng)連接4.2軟件結(jié)構(gòu)該軟件所形成的結(jié)構(gòu)，以子系統(tǒng)允許進(jìn)入教學(xué)平臺(tái)，地方以及遙遠(yuǎn)-使用互聯(lián)網(wǎng)，因?yàn)樗梢杂^察圖10 ：第一子系統(tǒng)代表編寫程序?qū)嶒?yàn)室Windows/CVI的。它運(yùn)行的計(jì)算機(jī)上連接到該進(jìn)程，并允許直接本地接入平臺(tái)。該應(yīng)用軟件是一項(xiàng)門的數(shù)據(jù)，進(jìn)入下一個(gè)的進(jìn)程。第二子系統(tǒng)是一個(gè)客戶端服務(wù)器應(yīng)用程序的保證遙遠(yuǎn)的相互作用的過程 。4.2.1本地訪問該計(jì)劃的本地接入使用實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建的Windows / CVI，它是一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用，并且它是本地接入的平臺(tái)通向遙遠(yuǎn)的一種獨(dú)立應(yīng)用。這項(xiàng)計(jì)劃使這一進(jìn)程方面分別獲取和發(fā)送數(shù)據(jù)的。該數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)送到客戶端。當(dāng)?shù)氐膽?yīng)用保證了業(yè)務(wù)平臺(tái)，如： -參考變化; -自動(dòng)/手動(dòng)制度的變化; -手冊命令; -算法配置。為方便使用，提出地方節(jié)目有圖像用戶界面（ GUI ）。4.2.2遠(yuǎn)程訪問遠(yuǎn)程通信的基礎(chǔ)是客戶端服務(wù)器應(yīng)用。 定義建筑學(xué)被描述的一些關(guān)鍵詞如下：服務(wù)器-接受請求并對連接到他的客戶提供服務(wù)5。對于本實(shí)驗(yàn)的服務(wù)器是一個(gè)國際鐵路雜志用Java編寫的程序運(yùn)行在惠普LH3服務(wù)器計(jì)算機(jī)。自己的服務(wù)器連接到本地的應(yīng)用，并成為代理的客戶端連接到他。該服務(wù)器是多線程程序運(yùn)行的背景和定期數(shù)據(jù)傳送狀態(tài)的進(jìn)程，以客戶。從理論上說，它可能接受無限編碼客戶連接，但是數(shù)字由軟件限制維護(hù)表現(xiàn)的某一水平?？蛻舳?軟件實(shí)體發(fā)送請求到服務(wù)器并處理收到的數(shù)據(jù)作為答案 5 。對于本實(shí)驗(yàn)的客戶端是一個(gè)Java