【摘 要】
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液位控制系统具有时滞、非线性、惯性等特点,现有的控制方法难以有效的补偿时滞对系统的影响且调节时间过长并产生较大超调。为了解决调节时间过长与超调量过大的问题,本文以
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液位控制系统具有时滞、非线性、惯性等特点,现有的控制方法难以有效的补偿时滞对系统的影响且调节时间过长并产生较大超调。为了解决调节时间过长与超调量过大的问题,本文以二阶液位控制系统为实验对象,主要研究了重置控制在液位控制系统中的瞬间控制性能。首先,在研究重置控制基础上将提前重置PID引入到液位控制系统中,仿真与实验结果表明,与普通的PID控制相比较,提前重置PID在水箱液位控制系统中能取得更好的控制性能。另外,在仿真与实验的基础上,本文对重置控制和模糊控制进行了分析对比。实验结果表明,与普通的PID控制及模糊控制相比,重置PID提高了液位控制系统的瞬间响应性能,减少了到达稳态的过渡时间且产生较小的超调量。提前重置PID进一步减小了上升沿的超调量且在下降沿没有产生超调。其次,为了解决提前重置PID上升沿出现的超调问题,本文将上升沿时触发的重置律切换到一个比稳态时积分器输出值更小的值,保持一定时间后再切换到稳态时积分器输出值。这种切换可以释放掉上升阶段更多的积分能量,使得上升沿时无超调量产生,同时保证了稳态时不会产生过大的稳态误差并保持了系统的稳定性。最后,重置控制器的设计需要根据模型计算稳态时积分器的值。然而辨识的模型并不能精确的描述液位系统的特性,为了获得稳态积分器精确的值,本文在采用实验与理论相结合的方法得到了稳态积分器值与设定值的线性关系。本文的突出工作在于将重置控制引入到液位控制系统中,并取得显著的控制效果。同时针对重置控制在实际液位控制系统中应用缺陷,本文提出了基于切换思想的改善重置律方法,实现了根据具体控制对象改善提前重置PID重置律的目的。图42,表2,参考文献61
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