基于二分法指数衰减的液位控制.pdfVIP

学兔兔 务I lI5 出 基于二分法指数衰减的液位控制 The liquid-leveI control of exponential decay based on dichotomy 曾颖峰 ，本柏忠’，陈 爽’ ZENG Ying-feng’ 。BEN Bai—zhong ，CHEN Shuang。‘ (1．四川工程职业技术学院电气信息工程系，德阳618000；2．西南交通大学电气工程学院，成都610031) 摘 要：受限于独特的工况，现有的液位控制模式并不总是最佳的选择。针对单输入单输出的连续单调 非线性液位控制，采用二分法原理对输入进行寻值，推算出寻值的误差曲线随检索次数的增 加呈指数衰减。依据此原理设计了一套液位控制系统，0～5V模拟信号的输入控~iUV／F变频模 式调节泵的转速，实现液位的升降；3个简单的开关信号对输出的到位情况进行判定。结果表 明：二分法的液位控制策略可迅速的在输入范围内检索出近似的理想输入值；该控制系统结 构简单、可靠，应用范围广。 关键词：二分法；指数衰减；液位控制 中图分类号：TP29 文献标识码：B 文章编号：1009-01 34(2014)1 0(下)一01 38—03 Ooi：1 0．3969／J．1ssn．1 009-01 34．2014．1 0(下)．36 0 引言 方法，在单输入单输出连续单调非线性系统中， 在日常生活和工业生产中锅炉、水塔、养殖 对输出状态简单的反馈判定输入值是否逼近理想 箱等容器都得到大量的应用。很多情况下希望 值。在此，我们采用了二分法u 检索寻值。 容器入口的流量等于出口流量u J，液位保持不变 该方法的原理如下所述，已知输入的范围 的。实际上，出口流量受开口阀门的大小，管道 ．m～ ax，输入U与输出Y呈非线性的单调连续 的类型，液位的高低等工况的影响呈非线性时变 单调关系，求在输入范围内，某一特定输出Y对应 关系，流入流出的流量完全相等是做不到的。因 的输入 y令： 此，控制此类容量滞后的非线性液位会在理想位 I竺 置处上下波动 】。液位的控制需要两个要素：一 是液位的检测，目前的检测方法主要有人工检尺 lIljⅨ ‘ + 1 (f】‘I“ In(f) 竺竺 ! 三 法、差压法、浮球法、伺服法等等 ，根据工作状况 的不同可以选择不同检测方法；二是控制的策略， l ) 根据检测反馈信息的不同可以选取不同的控制策 min o+ 1竺 坠 2±竺 垫 竺 些! 2三竺L 2 2 ‘ 略，如采用限位信号反馈接触器控制泵的启停方 式H 以及利用连续反馈信号的PID控制等 。采 8(j)= 一(f)一“ In(f)i=0，1，,,n 用限位信号的接触器控制虽然结构简单，但是控 ／／rain(0)=” i ， (0)=甜一 制液位的精度却不足，液位总是会在上下限位的 位置波动，而PID的控制模式对反馈信号的误差 Umax--1．1min 一 ( ) e(t)要求较高 】，参数调整要求也较高 ，对于一些