基于智能控制算法液位控制系统的实现

利用西门子S7-1500系列PLC模组和MCGS触摸屏,实现对双容水箱系统的液位恒值控制和水箱液位的实时监控。在不需要建立被控过程的数学模型的前提下,采用了模糊控制和模糊积分控制两种智能控制算法对液位进行控制,并分析了两种智能算法的优缺点。通过现场实验证明了模糊控制算法存在静态误差,而加入积分控制后误差可以被消除。该系统具有可视性强、控制效果好等优点。

二次供水中转水箱水位自控方案

介绍了一种二次供水中转水箱水位自控方案,根据水箱余氯浓度变化趋势,通过历史用水量模型估算未来用水量需求,以需求动态调节水箱水位。这一自控方案对传统水箱水位控制方法进行了有益改进,确保了储水量满足用水安全,并且使供水符合优质饮用水要求。

基于模糊自整定PID的水箱液位控制

水箱液位控制系统具有时滞性、大惯性、不确定性等特点,采用传统的比例积分微分控制器(Proportional-Integral-Derivative,PID)调节难以实现液位的快速、准确调节。因此引入模糊控制理论,利用其自适应学习能力,根据实际情况调节PID控制参数,以更好地适应水箱液位控制系统的参数变化。对水箱液位控制系统进行仿真实验,实验结果表明,模糊自整定PID控制有效减少了系统响应时间和系统超调量,加强了系统的快速响应性和鲁棒性。此外,还通过随机扰动仿真实验验证了模糊自整定PID控制在抵抗干扰方面的有效性。

基于智能化控制的循环水前池液位稳定优化研究

通过分析循环水前池液位变化对发电机组运行的影响,设计了智能化控制系统,将液位传感器采集的数据作为测量信号,通过智能化算法输出控制信号用于调节变频器,从而实现对循环水补给水泵的智能化控制。实测结果表明,该方法可以显著减小液位波动范围,有效解决大量循环水池溢流问题,提高发电机组冷却效果,可以在保障机组安全运行的基础上提升生产效率并降低能耗,有助于实现机组的降本增效。

基于模糊自整定PID的双容水箱串级液位控制系统研究

双容水箱串级液位控制具有抗干扰能力强、超调量小、过渡过程较短等特点。传统的PID算法和参数整定方法难以达到期望的控制效果。因此,针对双容水箱串级液位控制,利用模糊推理的方法实现在线自整定PID参数,设计相应的模糊PID控制器,基于Simulink仿真建模,对比传统的PID与模糊自整定PID输出响应曲线发现,该模糊自整定PID系统具有更好的鲁棒性,抑制系统超调以及对控制参数变化的自适应能力更强。

基于树莓派的井下水仓水位智能测控系统

针对目前井下水仓水位监测方法精度较低、易受环境影响、实时性不强、对机器算力的要求较高、硬件成本较高等问题,提出了一种基于树莓派的井下水仓水位智能测控系统。该系统通过防爆监控摄像机采集水仓标尺周围水位图像,采用树莓派作为图像处理平台。首先,将采集的彩色图像转换为灰度图像,利用Otsu法对图像进行阈值分割,通过形态学运算去除噪声并增强图像边缘信息,进而将标尺轮廓从背景中分离出来;其次,利用Canny算子检测标尺边缘,并利用Hough变换方法提取水位线与标尺竖边的交线,得到水位线在图像空间中的坐标;然后,对水位线附近区域一定范围内的标尺数字图像进行阈值分割和滤波增强处理,再通过模板匹配法实现标尺数字识别,从而得到水位线数值;最后,将水仓水位线数值转换为电流模拟量,利用树莓派发送给水泵控制器,根据电流大小控制水泵开停,实现水仓水位智能控制。该系统具有成本较低、部署便捷、精度高、实时性好等优点,能够实现水仓水位快速精准识别与控制。

三容系统的自解耦控制器设计与仿真

利用自解耦控制方法(SDC)研究三容系统的液位控制。首先使用线性扩张状态观测器对三容系统中的耦合、非线性部分和扰动进行估计及补偿,进而通过设计合适的控制律来实现系统中每个子系统的自解耦。仿真结果表明,与传统的自抗扰控制相比,自解耦控制方法对期望的液位值具有良好的随动跟踪性能、较快的响应速度、鲁棒性更好。

水箱液位控制优化精度研究

基于传统PID控制方案,提出一种基于串级PID的水箱液位控制方案,其被控对象为单容水箱,针对单容水箱液位系统存在时变、非线性和滞后导致精度较低的问题,采用MATLAB软件对单容水箱数学模型进行仿真,搭建串级PID控制系统,观察液位位置的跟踪曲线,分析系统的动态阶跃响应曲线中的上升时间、峰值时间与超调量等参数,调节PID确定最优参数。实验对比结果表明,该方案可大幅降低控制系统响应曲线的超调量与过渡时间,具有较好的误差调节能力与稳定性,实现优化传统PID控制方案,达到提高水位控制系统精度的目的。

双容水箱模糊Smith时滞补偿控制系统混合实验平台设计

设计了一个基于西门子S7-300PLC控制系统和双容水箱实验装置的混合实验平台,其涵盖了控制策略的仿真以及对实际对象的控制。该平台利用以太网和OPC通信,实现了控制器、被控对象及监测系统之间的数据互联传输,并以模糊Smith时滞补偿控制策略的应用验证为例,使得虚拟仿真和实际验证有机地融合在一起并能够灵活、快速地转换,提高了双容液位系统控制策略设计的可移植性,解决了系统设计和工程应用之间的脱节问题。

改进免疫PID在双容水箱控制中的优化研究

双容水箱是工业过程控制中常见的被控对象,由于液位控制具有非线性、大惯性、时变性及滞后性等特点,造成系统的稳定性差。常规控制算法很难达到较好的优化控制效果。为解决控制精度和参数整定等问题,提出一种改进免疫PID控制器,通过免疫反馈控制规律和模糊控制规则在线调整控制器的参数,使比例积分微分参数调节灵活性更强,用免疫遗传算法在全局范围内对免疫PID控制器中的参数进行离线优化。仿真结果表明改进控制算法与经典PID、一般免疫PID控制器相比具有更好的控制效果。

基于WinCC的水箱液位控制系统实时仿真平台开发

该文以耦联双容水箱为例,介绍了一种基于WinCC的水箱液位控制系统实时仿真平台开发。首先用WinCC构建双容水箱工艺流程动态监控画面;然后在C脚本下实现对水箱液位非线性数学模型的求解和增量PID控制量的计算;最后通过设置相同的采样时间并关联相应的变量,实现监控动态画面和C脚本之间的通信,组建成一个完整的闭环控制系统,并进行手动/自动模式的测试。该仿真平台能够用动画实时地展示水箱液位变化过程,立体感和真实感强,可实现在线修改控制器参数、手动/自动两种模式无扰切换等功能,人机交互效果好,是一个有效的验证各类控制算法及其参数设定的仿真实验平台。

基于实验的三容水箱数学模型

三容水箱液位控制系统实验装置模拟了工业生产过程中对液位、流量参数的测量和控制。它具有过程控制中动态过程的一般特点:大惯性、大时延、非线性,难以对其进行精确控制。在实验的基础上对三容水箱的数学模型进行推导并在Simulink上进行仿真。仿真和实验结果显示建立的数学模型正确的反映出了三容水箱的动态特性。

基于自制PID控件的水箱液位计算机监控系统

通过自行开发PID算法控件,设计出一套水箱液位计算机监控系统。该系统采用VB6.0编写实现PID算法的ActiveX控件,然后运用组态软件调用PID控件并完成计算机监控软件的开发。实际应用表明,该系统能够实现对水箱液位的精确控制,以及对现场数据的监视和记录,并且弥补了组态软件自带PID控件的应用局限性。

反馈线性化方法在双容系统中的仿真应用

针对双容系统这一典型的非线性、多变量、时变的控制对象,为了提高系统跟踪性能,首先利用非线性微分几何理论中的输入-输出反馈线性化方法,即选择合适的系统输出,并对各分量连续求导直至其表达式中出现控制输入变量,当满足一定条件后通过一定的控制输入变量替换就可将系统全局线性化,进而可以利用成熟线性控制理论对得到的线性化子系统进行控制,从而实现闭环系统的指数稳定.仿真研究表明,所提方法是有效的,且设计的闭环系统具有良好的静、动态性能。

基于双模糊控制器的水箱液位控制

针对工业锅炉自动控制系统中的水箱系统液位控制问题,提出基于模糊控制器的基础上,设计实现一种双模糊控制器。根据输出信号的误差大小分别利用两个模糊控制器进行控制,控制结果传递给调节器,以实现水箱水位不变。从仿真结果来看,双模糊控制器有效地减小了系统稳态误差,响应时间、超调量、稳定时间等性能优于传统的PID控制。

基于PLC系统的双容水箱液位控制

以PLC系统为工具,实现了双容水箱液位控制。在对水箱模型进行数学分析的基础上,除常规PID控制方法之外,增加了分段控制和PID自整定等优化措施,达到快速且稳定的控制效果。实际控制效果表明,此方案可极大地提升控制品质。此项目的实施验证了该PLC系统可在实际应用中满足实时性、可靠性与易用性的要求。

水箱水位控制器的设计与实现

介绍了水箱水位控制中一种新型的实用电路。它是采用数字电路与模拟电路相结合、集成电路与分立元件相结合的方法,通过红外光电传感器将水箱水位的高低信号转换成开关数字信号,然后在控制电路和驱动电路的作用下实现对水箱水位的自动控制和故障报警。该电路具有简单、经济、稳定可靠、容易实现的特点,适用于城镇居民楼房,特别是农村住宅楼房生活用水水箱的水位自动控制。

储水罐水位调节阀内部流场数值模拟及流道结构改进

针对某超(超)临界火电机组锅炉储水罐水位调节阀内部流场的漩涡问题,利用CFD技术对其内部流场进行仿真分析,得到该阀在不同开度下的漩涡的分布情况,为流道结构改进设计提供了依据。以扩大阀体内腔,减小阀体内壁边界倾斜度的原则对其流道结构进行改进,提出相应的改进方案,并对结构改进后的阀门在全开时的内部流场进行仿真分析,证明改进后的方案基本消除了漩涡。通过对流场数值模拟和流道结构改进为储水罐水位调节阀的结构设计提供了理论依据。

600MW超临界直流锅炉启动系统的控制

以B&WB公司的600 MW超临界直流炉为例,介绍了启动系统从锅炉冷态上水到满负荷时的控制过程,并且对贮水箱水位的测量方法以及341调节阀门的几种控制方案和投运效果进行了分析。

PSO-BP-PID算法在双容水箱系统中的应用

针对工业中对液位控制的要求,利用实验室现有仪器与设备,设计了双容水箱控制系统。以研华工控机与EFAT/P过程实验装置为平台,分别从硬件与软件2部分详述了控制系统的实现。通过软件编程的方法实现了控制算法的设计,利用MCGS组态软件建立了实时监控画面,完成了实际控制系统的搭建,分析比较了传统PID和PSO-BP-PID算法控制效果的优劣。为液位控制系统的研究提供了一个良好的平台。