压力广义对象的组成和数学模型的建立

第1章压力广义对象的组成和数学模型的建立。1—1广义对象的组成部分介绍1—1—1测量变送器介绍1—1—2执行原件的介绍1—1—3被控对象的介绍1—2广义对象的阶跃时间特性测试1—2—1实验装置介绍1—2—2实验装置的手动开关位置设置1—2—3实验测试步骤1—2—4实验结果测试曲线1—3广义对象的传递函数辨识第2章校正装置（控制器）选择2—1参加校正装置时闭环系统质量指标分析计算2—2校正装置比较与选择2—2—1常规PID控制器2—2—2模拟控制器2—2—3模拟PID控制器第3章模糊控制器的设计3—1单输入—单输出模糊控制器框图3—22维输入—1维输出模糊控制框图3—33维输入—1维输出模糊控制器框图3—42维输入—1维输出控制表的建立3—4—1人工控制压力广义对象的过程3—4—2压力偏差变化，偏差变化及变频器频数的模糊化3—4—3压力控制规则设计（压力模糊控制表的建立）3—4—4压力模糊控制表的使用方法3—4—5压力模糊控制表的调整方法1带一个调正因子2带二个调正因子3第4章用Matlab/SINMULINK仿真研究模糊控制表控制规则的调整方法4—1二维输入—维输出模糊控制表的调整4—1—1控制规则的解析描述带一个调整因子的模糊控制规则的压力控制系统的仿真1仿真结构图2仿真结果分析4—1—2带两个调整因子的模糊控制规则压力控制系统仿真1仿真结构图2仿真结果分析4—1—3带自调整函数的模糊控制规则压力控制系统仿真1仿真结构图（带智能权函数的模糊控制规则）2仿真结果分析4—2考虑系统中非线性特性影响的压力模糊控制系统仿真4—2—1考虑系统死区特性影响的压力1仿真结构图2仿真结果分析考虑系统饱和特性影响1仿真结构图2仿真结果分析4—3考虑压力广义对象结构参数改变时压力模糊模糊控制系统仿真4—3—1广义对象结构变化（变为二阶惯性环节）1仿真结构图2仿真结果分析4—3—2广义对象增益改变为时1仿真结构图2仿真结果分析广义对象时间常数t改变+-5%t0+-10%时1仿真结构图2仿真结果分析4—4常规PID压力模糊控制系统仿真4—4—1调节kp,kitd为最佳时仿真1仿真结构图2仿真结果分析4—4—2考虑系统中死区特性影响时仿真1仿真结构图2仿真结果分析4—4—3考虑系统中饱和特性影响时仿真1仿真结构图2仿真结果分析4—4—4当压力广义对象结构参数变化时仿真1仿真结构图2仿真结果分析结果比较第5章压力模糊控制规则自调整系统的组态王软件编程5—1主程序流程图5—2编程命令语言结论致谢参考文献毕业设计小结1—1压力测试管道图。压力广义对象由密封的不锈钢罐，提升泵，变频器，电动调节阀，压力传感器及变送器组成。1—1—1变送器（transmitter）是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号（或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源）的转换器。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。变送器的种类很多，用在工控仪表上面的变送器主要有温度变送器、压力变送器、流量变送器、电流变送器、电压变送器等等。变送器种类很多，总体来说就是由变送器发出一种信号来给二次仪表使二次仪表显示测量数据。压力变送器也称差变送器，主要由测压元件传感器、模块电路、显示表头、表壳和过程连接件等组成。它能将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流电压信号，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。压力变送器测量原理是：流程压力和参考压力分别作变送器（图10）用于集成硅压力敏感元件的两端，其差压使硅片变形（位移很小，仅μm级），以使硅片上用半导体技术制成的全动态惠斯登电桥在外部电流源驱动下输出正比于压力的mV级电压信号。由于硅材料的强性极佳，所以输出信号的线性度及变差指标均很高。工作时，压力变送器将被测物理量转换成mV级的电压信号，并送往放大倍数很高而又可以互相抵消温度漂移的差动式放大器。放大后的信号经电压电流转换变换成相应的电流信号，再经过非线性校正，最后产生与输入压力成线性对应关系的标准电流电压信号。压力变送器根据测压范围可分成一般压力变送器（0.001MPa～20MP3）和微差压变送器（0～30kPa）两种。1—1—2执行元件包括提升泵，变频器，电动调节阀及传感器组成。用于水液气体的切断截止与流量调节。变频器（Variable-frequencyDrive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。自吸泵：自吸泵的工作原理是：水泵启动前先在泵壳内灌满水（或泵壳内自身存有水）。启动后叶轮高速旋转使叶轮槽道中的水流向涡壳，这时入口形成真空，使进水逆止门打开，吸入管内的空气进入泵内，并经叶轮槽道到达外缘。自吸泵属自吸式离心泵，它具有结构紧凑、操作方便、运行平稳、维护容易、效率高、寿命长，并有较强的自吸能力等优点。管路不需安装底阀，工作前只需保证泵体内储有定量引液即可。不同液体可采用不同材质自吸泵。1—1—3被控对象压力罐：不锈钢压力罐功能：利用水的压缩性极小的性质,用外力将水储存在罐内,气体受到压缩压力升高,当外力消失压缩气体膨胀可将水排除。当其连接到水系统上时,主要起一个蓄能器的作用,当系统水压力大于膨胀罐碳钢罐体于气囊之间的氮气压力时,系统水会在系统压力的作用下挤入膨胀罐气囊内,这样一是会压缩罐体于气囊之间的氮气,使其体积减小,压力增大；罐体于气囊之间是出厂时预充的氮气,罐体外面为烤漆层,进出水口直接用三通或金属软管连接到系统,排气阀接口可及时排出系统和气囊内的水溢出的空气,也可用闸阀直接关死,以免水从顶部溢出,防尘帽下面是充/放气口,可补充氮气或放掉一部分气体。二是会增加系统整个水的容纳空间,使系统压力减小,直到系统水的压力和罐体于气囊之间的氮气压力达到新的平衡才停止进水。当系统水压力小于膨胀罐内气体压力时,气囊内的水会在罐体于气囊之间的氮气的压力作用下挤出,补回到系统,系统水容积减小压力上升,罐体于气囊之间的氮气体积增大压力下降,直到两者达到新的平衡,水停止从气囊挤压回系统,压力罐起到调节系统压力波动的作用。1—2广义对象的阶跃时间特性测试