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三容系统状态反馈解耦PID控制.pdf
第23卷第3期 吉 林化工学 院学报 V01.23No.3
0F INSTITUTE0FCHEMICAL
2006年6月 JOURNALJILIN TECHNOLOGY Jun.2006
文章编号:1007—2853(2006)03.0033.03
D控制
三容系统状态反馈解耦Pl
韩光信,施云贵,孟亚男,王立国
(吉林化工学院自动化系,吉林吉林132022)
摘要:多容器流程系统是具有纯滞后的非线性耦合系统,是过程控制中一种典型的受控对象,在生产实
践中有着非常广泛的应用背景.本文基于状态反馈解耦,以某试验系统为被控对象,在实现解耦的基础
上,给出了PID控制的数字仿真结果.
关键词:三容系统;状态反馈解耦;PID控制
中图分类号:TP273 文献标识码:A
对三个容器分别应用下面的方程
1三容实验系统 专挚=所有流量之和
多容器流程系统是具有纯滞后的非线性耦合 警:Q.一Q。,
1F。Vl—U13
系统,是过程控制中一种典型的受控对象,在生产
实践中有着非常广泛的应用背景,因此多容器流 得到学:Q13一Q32
程系统的控制问题一直吸引着众多的研究
‘‘。“ t“
学:Q:+32一Q∞
者【卜5|.图1所示为某三容实验系统的数码照片. dt
此系统包括三个横截面积为的容器rI、r2和其中^f为容器i的液位,Qf,是从容器i到容器f的
水流量,Ql和Q2分别是水泵l和水泵2的供水流
r3,rl和丁3、丁3和712、以及丁2和蓄水池之间均
有管子相连,管子的截面积都是.为了模拟故障情 量,S为容器的截面积.应用TorriceUi公式
I△^I)172
况,管子上都有可以手动调节的球阀,用来打开或 口=口zS。89n(△II毫)(29
可得:
关闭相应的管子.此外,容器丁l、r2和r3还各有
I
Q13=∞lS。89n(h1一^3)(29hl—h3
一个截面积为的圆形口与蓄水池连通,调节其上 I)V21
l^3一^2
的球阀的开度可以模拟漏水现象.系统内流动的 Q32=口z3s。89n(^3一^2)(29I)172}(2)
液体(通常是蒸馏水)存储于蓄水池中,为水泵提 Q20=n=2.s。(2础2)1/2 J
其中:g为重力加速度;sgn(:)为变量的符号函
供水源.水泵1和水泵2分别给容器71l和r2供
水,而容器3中的水则只能通过耦合作用从容器 数;口二为流量系数,取值范围为O到l之间的实
r
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