单容水箱温度控制系统设计及算法研究文献综述

 2022-11-05 03:11

文 献 综 述

1 引言

1.1 课题研究背景及意义

随着现代社会的发展,工业逐步进入自动化时代,现代化车间蓬勃发展,对于供水和供暖系统的需求不断增加[1]。工业生产过程中温度是重要的控制参数之一,对温度的有效控制对于保证生产质量具有重大的现实意义和理论价值。工业温度控制系统具有非线性、时变性和滞后性等特性[2]。常规的PID控制器参数往往整定不良,性能欠佳,对运行的工作情况适应性差,导致常规PID控制不能使温度控制达到理想效果[3]

针对传统温度控制系统控制精度不高、控制性能较低等现状,设计一种性能稳定、控温精度高、易于操作检测、自动化程度高的温度控制系统对于工业发展与应用有着不可替代的作用。应用较好的PID控制器,对实际系统进行分析,建立数学模型,提出适当的温度控制方案,并通过实验操作验证实际控制效果,得出最佳的控制算法。这对于实际的工业应用具有重要意义。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

国外对于过程控制系统的研究起步较早,对于具有非线性、时变性和滞后性特点的控制系统进行了广泛的分析和比较。对于系统中所采用的常规PID算法进行了进一步的发展和研究。Ayman A.Aly(2012)针对液压起重器位置控制这一高度非线性控制系统采用了自适应PID控制算法,设计方法的核心在于比较参考模型与非线性模型的响应,给PID控制系统一个自适应信号来消除误差[4]。通过对传统PID控制算法的应用与发展,寻求在非线性和滞后性明显的系统中的新应用,对于有效解决此类问题有着很大的贡献。

1.2.2 国内研究现状

国内对于过程控制系统的研究也有了很大的发展。董杰(2011)[1]针对一汽大众公司的自动供水系统车间进行了研究。处于多种原因,常规PID控制不能满足车间的一定温度的要求。经过模糊PID控制器的应用至水箱加热器控制器中,实践表明,该控制器具有良好的鲁棒性,达到了实际生产的需要。

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