《自适应PID在过程控制中的应用研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自适应PID在过程控制中的应用研究（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、自适应P I D 在过程控制中的应用研究机械电子工程研究生孙泽勇指导教师王庸贵本文主要论述了应用最新控制方法结合先进的计算机技术，为成都印钞公司钞纸分厂开发了一套自适应温度过程控制系统。论文对整套系统的方案制定、硬件的设计与选型、系统控制模型的建立、模型的优化和参数的整定以及软件的设计进行了论述。f 蒸汽加热控制由于具有大惯性和大延迟等特性，一直以来是自动控制的一大难题。全国仅有的几家印钞公司先后都进行了烘缸温度的自动控制改造，结果效果都不是很理想。面对这一困难，成都印钞公司联合四川I 大学对烘缸温度控制实施自动化改造，在充分总结和吸收他厂的经验教训的基础上，结合成都印钞公司钞纸干燥工艺的具体
2、情况斗我们采用先进的工业数据采集技术、数据库处理技术、计算机多线程技术等，应用了滑动平均、数字限幅滤波等多种数字滤波方式，消除了数据采集过程中外界噪声对系统采集信号的干扰，实现了烘缸温度的自动检测；针对烘缸温度延迟性大的特点，在控制模型上采用了带有S m i t h 预估的P I D 控制模型、S m i t h 预估器较好的弥补了烘缸温度响应的滞后现象；在烘缸升降温控制方面，为了达到快速调节温度、减小对整个生产的影响的耳的，在对以往手工调节经验进行充分总结的基础上，提出了一套智能型专家系统，减小了系统温度调节时间：( 另外，系统在运行的过程中，其自身特性在逐步缓慢的变化，因此，我们对历曼温度
3、数据j R l 髑门开度数据进行分析，在模型上增加了自校正模块，对控制参数进行不断的修正，达到优化控制效果的目的，实现了系统的自适应j 空锚。在软件的设计上，我们运用了简单友好的人机界面，实对模拟烘缸干燥部分工艺现场，对每一路烘缸表面温度、阀门开度、各设备运行状态等数据进行实时采集、并将相关参数显示于监控画面上，形成了文本图、柱状图等，使操作者更加直观的了解现场的情况。另外，在软件的设计上，系统还具有超界报警、故障动态诊查等功能以及嵌入有交接班管理、操作日志记录、报表自动生成等模块。j 最后，本文还对整个系统的抗干扰措施进行了论述，从硬件和软件上提高了整个系统的抗干扰能力，使系统具有更好的稳定
4、性、健壮性和容错性。通过该系统，可以方便用户对生产进行现代化管理，提高产量、降低废品 率。工， 预估关键词：过程控制专家系统、自适应控制jP I D 实时数据采集、S m i t h1|A p p l i c a t i o n & D e v e l o p m e n to fA d a p t i v eP I Dc o n t r o lm o d e li np r o c e s sc o n t r o lM e c h a t r o n i c sP o s t g r a d u a t e ：S u nZ e y o n gS u p e r v i s o r ：W a
5、 n gY o n g g u iT h i sp a p e rd e a l sw i t ht h ed e v e l o p m e n to fa l la d a p t i v et e m p e r a t u r ec o n t r o ls y s t e mf o rP a p e r - m a d eB r a n c ho ft h eC h e n 酣uB a n k n o t eP r i n t i n gC o m p a n yw i t hn o v e lc o n t r o lw a ya n d a d v a n c e dc o m
6、p u t e rt e c h n o l o g y S y s t e ms c h e m ec o n t r i v i n g ，h a r d w a r e Sd e s i g na n ds e l e c t i o n ，s y s t e mm o d e l Sm a k i n g m o d e l So p t i m i z i n ga n ds o f t w a r e sd e s i g na 糟d e s c r i b e di nt h i sp a p e r I t Sv e r yh a r dt oa u t o m a t i c
7、c o n t r o lo fs t e a mh e a t i n gb e c a u s eo fh i g hi n e r t i aa n dd e l a y S o m eo t h e rB a 妣o t eP r i n t i n gC o m p a n i e si no u r c o u n 姆h a v er e c o n s t r u c t e da u t o m a t i cc o n t r o lo ft e m p e r a t u r e ，b u tt h ee f f e c ti sp o o r I nf a c eo ft
8、h i sd i f f i c u l t y , C h e n g d uB a n k n o t eP r i n t i n gC o m p a n yc o m b i n e sw i t hS i c h u a nU n i v e r s i t yt or e c o n s t r u c tt e m p e r a t u r ec o n t r o ls y s t e m B a s e do no t h e r s ，l e s s o n sa n de x p e r i m e n t sa n dt h ec a s eo fs h e e t
9、d r y n e s sp r o c e s si nC h e n g d uB a n k n o t eP r i n t i n gC o m p a n y , w ea d o p t a d v a n c e di n d u s t r i a ld a t aa c q u i s i t i o nt e c h n o l o g y , d a t a b a s et e c h n o l o g y ,c o m p u t e rm u t t i t h r e a dt e c h n o l o g yi nt e m p e r a t u r e
10、 sa u t o m a t i cm e a s u r i n g ，a n da d o p ts l i p p a g ea v e r a g e ，n u m e r i cr a n g el i m i t e df i l t e r i n gt ow e a k e nn o i s e si n t e r f e r e n c e 。A i m i n ga tt e m p e r a t u r e sh i 曲d e l a y , w ed e v i s eaP I Dc o n t r o lm o d e lw i t hS m i t hP r
11、e d i c t i o nt ow e a k e ni t I no r d e rt om i n i s ha d j u s t i n gp e r i 硝o ft e m p e r a t u r e Sr i s ea n df a l l ，w ed e v e l o pak i n do f S m a r tE x p e r tS y s t e mb a s e d0 nt h es u m m a r i z i n go fm a n u a lt u n e ，I na d d i t i o n , s y s t e m Sc h a r a c t
12、e r i s t i cc h a n g e ss l o w l y , S Ow ea d das e l ft u n i n gm o d u l e ，a d j u s t i n gs o m ep a r a m e t e r st om e e tt h es y s t e mr e q u i r e m e n t ，a n dm a k i n gi tb ea na d a p t i v ec o n t r o ls y s t e m O ns o f t w a r ed e s i g n ，w eu s es i m p l ya n df r i
13、 e n d l ym a n m a c h i n ei n t e r f a c e ，r e a l - t i m es i m u l a t i n gs c e n ea n dc o l l e c t i n ga l lt h ed a t a ，s u c ha st e m p e r a t u r e ，v a l v e Sc a l i b e ra n da 1 1d e v i c e Ss t a t u s A n di no r d e rt om a k eo p e r a t o rk n o ws c e n ed i r e c t l
14、y , w ef o r mt e x tc h a r t ，p o l ec h a r ta n dS Oo nw i t ht h e s ec o l l e c t e dd a t a O nt h eo t h e rs i d e ，t h es y s t e mh a sb r e a kb o u n d sa l a r m ，d y n a m i ct r o u b l ed e t e c t i n g ，s h i f tm a n a g e m e n go p e r a t i n gr e c o r d sa n dr e p o r ta u
15、 t of o r m i n gm o d u l e A tl a s t ，t h i sp a p e rd i s c u s s e ss y s t e m Sa n t i - j a m m i n gm e a s u r e s ，a n dp r o m o t i n gw h o l es y s t e m Sa b i l i t yo fa n t i - j a m m i n gf r o mh a r d w a r ea n ds o f t w a r e ，S Os y s t e mh a sg o o ds t a b i l i t Y ,
16、r o b u s t n e s sa n dt o l e r a n c e T h i ss y s t e mi Sb e n e f i tt oa d v a n c e de n t e r p r i s em a n a g e m e n t ，p r o m o t i n go u t p u ta n dr e d u c i n gw a s t e rr a t e K e yW o r d s ：P r o c e s sc o n t r o l ，e x p e r ts m a r ts y s t e m ，a d a p t i v ec o n t r o lP I D ，R e a l - t i m ed a t aa c q u i s h i o n ，S m i t hP r e d i c t i o n匹H l | 大学硬士学位论文第一章绪论自2 0 世纪3 0 年代以来，自动化技术已经发展到一个新的阶段，在工业生产和科学发展中起着关键性的作用。特别是在
