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基于粒子群算法的垂直式三容水箱液位控制系统的优化研究
1
作者 蔡诗雯 袁孟 陈彦霖 《科技视界》 2024年第24期113-117,共5页
垂直式三容水箱液位控制系统的控制方式具备多样性,应用上各有优劣。为达到对液位更好的控制作用,本文研究了基于粒子群算法的垂直式三容水箱液位控制系统的优化。通过对水箱系统数学建模,并运算得出其传递函数;再采用分数阶PID控制策略... 垂直式三容水箱液位控制系统的控制方式具备多样性,应用上各有优劣。为达到对液位更好的控制作用,本文研究了基于粒子群算法的垂直式三容水箱液位控制系统的优化。通过对水箱系统数学建模,并运算得出其传递函数;再采用分数阶PID控制策略,在MATLAB系统搭建Simulink仿真模型;最后利用粒子群算法进行PID控制系统的寻优。通过与传统PID整定方式对比,验证了粒子群算法能够有效改善控制系统的性能指标,起到较佳的优化控制作用。 展开更多
关键词 三容水箱液位控制系统 粒子群算法 PID
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三容水箱液位控制系统的设计与仿真 被引量:5
2
作者 冯鹏辉 谭兮 刘国营 《湖南工业大学学报》 2011年第6期51-55,共5页
在分析了三容水箱液位控制系统结构和相应数学模型的基础上,基于MATLAB/simulink环境建立了系统的仿真模型,并对其PID参数进行了整定,提出以分段变参数PID和自适应模糊PID相结合的方法来实现系统的控制。最后利用虚拟仪器搭建控制系统... 在分析了三容水箱液位控制系统结构和相应数学模型的基础上,基于MATLAB/simulink环境建立了系统的仿真模型,并对其PID参数进行了整定,提出以分段变参数PID和自适应模糊PID相结合的方法来实现系统的控制。最后利用虚拟仪器搭建控制系统平台设计控制程序,实现对整个控制过程的监控和动态模拟。仿真研究结果验证了所设计的控制策略的有效性和正确性。 展开更多
关键词 水箱 液位控制 自适应模糊控制 仿真
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三容水箱液位控制系统 被引量:13
3
作者 李伟 《黑龙江科技学院学报》 CAS 2004年第3期160-163,共4页
针对三容水箱液位控制系统中进水阀和出水阀的非线性特性,提出了基于广义对象的非线性补偿的对象线性化方法,并在系统一阶对象的基础上,利用解析法对系统建立了精确的数学模型。数字PID控制实验表明了该方法的有效性。
关键词 水箱 液位控制系统 非线性补偿
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RBF-ARX模型在三容水箱液位控制系统建模中的应用 被引量:2
4
作者 邓秋连 彭辉 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2007年第11期2880-2884,共5页
针对三容水箱液位系统的非线性,采用RBF-ARX模型对三容液位系统进行了离线动态特性建模的研究。着重讨论了RBF-ARX模型结构的选取、模型参数辨识、RBF参数优化等问题。RBF-ARX模型与ARX模型的一步预测输出比较的结果证实了RBF-ARX模型... 针对三容水箱液位系统的非线性,采用RBF-ARX模型对三容液位系统进行了离线动态特性建模的研究。着重讨论了RBF-ARX模型结构的选取、模型参数辨识、RBF参数优化等问题。RBF-ARX模型与ARX模型的一步预测输出比较的结果证实了RBF-ARX模型在非线性系统建模中的优越性。 展开更多
关键词 水箱 液位控制系统 非线性系统 RBF-ARX模型
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基于Labview的三容水箱液位控制系统设计 被引量:6
5
作者 李凌 曹纪中 王璐 《沈阳化工大学学报》 CAS 2020年第2期165-170,共6页
液位(物位)作为工业环境中的五大控制指标之一,在各种工业现场环境中十分常见.为达到对液位更好地控制效果,结合安全等方面的考虑,研究设计了基于Labview的三容水箱液位控制系统.通过熟悉水箱的机理结构,完成水箱的初步建模.采用三层串... 液位(物位)作为工业环境中的五大控制指标之一,在各种工业现场环境中十分常见.为达到对液位更好地控制效果,结合安全等方面的考虑,研究设计了基于Labview的三容水箱液位控制系统.通过熟悉水箱的机理结构,完成水箱的初步建模.采用三层串级PID控制方案,使用Simulink验证方案可行性、整定PID参数;利用Labview软件的可视界面和程序设计完成基于Labview三容水箱三层串级PID控制系统的设计.通过系统投运,验证了三层串级PID控制系统能够实现三容水箱的液位控制,有效提高主回路的控制效果,仿真结果不仅说明控制效果良好,同时对具体的工业控制环节具有一定的指导意义. 展开更多
关键词 液位控制 建模 水箱 PID 串级 LABVIEW
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基于单神经元自适应控制的PLC三容水箱液位控制系统设计
6
作者 周武 《管理观察》 2009年第35期28-29,共2页
针对具有大惯性、大延时、非线性等特点的三容水箱液位控制系统,综合了多种方法对单神经元自适应控制进行改进和优化,并将改进的控制器在S7—300PLC上实现,用WinCC界面进行监控,实验结果表明这种控制算法对三容水箱液位控制系统具... 针对具有大惯性、大延时、非线性等特点的三容水箱液位控制系统,综合了多种方法对单神经元自适应控制进行改进和优化,并将改进的控制器在S7—300PLC上实现,用WinCC界面进行监控,实验结果表明这种控制算法对三容水箱液位控制系统具有良好的控制效果,且具有可调参数少、易于整定、控制输出平稳、鲁棒性强等优点。 展开更多
关键词 单神经元 自适应控制 水箱 PLC
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兆瓦机组变流器冷却系统水箱液位开关控制
7
作者 马渝鑫 《中国新技术新产品》 2025年第4期20-22,共3页
传统的高位水箱液位开关控制方法多采用机械式开关,实际的控制效果并不理想。针对上述问题,本文提出兆瓦机组变流器冷却系统高位水箱液位开关自动控制方法。首先,根据水箱的最低和最高液位阈值,计算出水箱相应的最低和最高液位容积,从... 传统的高位水箱液位开关控制方法多采用机械式开关,实际的控制效果并不理想。针对上述问题,本文提出兆瓦机组变流器冷却系统高位水箱液位开关自动控制方法。首先,根据水箱的最低和最高液位阈值,计算出水箱相应的最低和最高液位容积,从而确定高位水箱的液位范围。其次,利用实时液位监测装置和红外线液位传感器,获取高位水箱实时液位数据。再次,将PID控制技术与模糊控制理论相结合,设定高位水箱液位开关自动控制参数。最后,将PID控制器输出值转换为开关信号,并与水箱最高和最低阈值进行比较,确定水箱液位开关信号的输出。在试验过程中,将本文方法与另外2种方法进行比较,结果表明,本文方法的超出高位液位和低于低位液位的高度最小,分别为82 cm和18 cm,并且响应速度最快,说明本文方法的自动控制效果最好。 展开更多
关键词 变流器冷却系统 高位水箱 自动控制方法 液位变化
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关于三容水箱系统水量液位优化控制研究 被引量:6
8
作者 宋清昆 曹剑坤 +1 位作者 韩笑 马丽 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2016年第5期330-334,共5页
工业上许多被控对象的整体都可以抽象成三容水箱的数学模型,研究水箱液位系统的建模、优化控制策略将有重要意义。由于小波神经网络在研究水箱液位系统建模问题时,存在权值初选随机性大,难以满足设定的目标误差函数要求的问题,选择克隆... 工业上许多被控对象的整体都可以抽象成三容水箱的数学模型,研究水箱液位系统的建模、优化控制策略将有重要意义。由于小波神经网络在研究水箱液位系统建模问题时,存在权值初选随机性大,难以满足设定的目标误差函数要求的问题,选择克隆遗传算法训练小波神经网络的权值,并针对克隆遗传算法存在的"早熟",收敛较慢的现象,对克隆遗传算法加以改进,将线性递减策略引入到变异因子中。仿真结果表明,经克隆遗传算法优化过的小波神经网络不仅改善了逼近非线性的精度,同时克隆遗传算法中的收敛速度也有了较大的改进,避免了"早熟"现象。验证了设计的克隆遗传算法优化小波神经网络的有效性。 展开更多
关键词 克隆遗传 水箱 小波神经网络 系统辨识
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自适应预测控制在三容水箱液位系统中的应用 被引量:6
9
作者 黄勤芳 覃秀凤 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第1期83-86,90,共5页
三容水箱液位系统具有典型的非线性、大滞后特点,能够很好地模拟复杂的工业液位控制对象,而经典控制理论和现代控制理论在三容水箱液位系统中很难取得好的控制效果。通过分析三容水箱物料平衡关系,构建液位控制系统模型,并进行离散化处... 三容水箱液位系统具有典型的非线性、大滞后特点,能够很好地模拟复杂的工业液位控制对象,而经典控制理论和现代控制理论在三容水箱液位系统中很难取得好的控制效果。通过分析三容水箱物料平衡关系,构建液位控制系统模型,并进行离散化处理,结合自适应预测控制方法对三容水箱液位系统控制进行研究,并完成系统控制器的设计。仿真结果表明,自适应预测控制方法综合了自适应控制方法和预测控制方法,不仅维持了自适应控制方法本身的特性,还具备预测控制方法的控制效果好、鲁棒性强等优点。因此,与传统PID控制方法和自适应控制方法相比,自适应预测控制方法能够获得更好的控制跟踪性能,其控制精度更高,响应速度更快速。 展开更多
关键词 水箱系统 液位控制 离散化 自适应预测控制 PID控制
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三容水箱虚拟实验系统设计及应用
10
作者 常广晖 张亚超 苏攀 《数字技术与应用》 2024年第12期223-228,共6页
三容水箱是一种培养过程控制类、自动化类专业学员实际工程能力的重要实验装置,为解决目前三容水箱实验装置因成本高、体积大,难以让每名学生单独完成整个实验,并且在提高整体教学效果中作用不明显等问题,该文提出了一种基于半物理仿真... 三容水箱是一种培养过程控制类、自动化类专业学员实际工程能力的重要实验装置,为解决目前三容水箱实验装置因成本高、体积大,难以让每名学生单独完成整个实验,并且在提高整体教学效果中作用不明显等问题,该文提出了一种基于半物理仿真的三容水箱虚拟实验系统设计方案,该方案详细介绍了虚拟实验系统实现的关键技术,包括三容水箱仿真模型建立、自定义目标软硬件实现、虚拟三容水箱与嵌入式目标之间的通信方法等。该虚拟实验系统界面友好,使用方便,可以让学生更直观、简便地进行三容水箱水位解耦控制实验,轻松理解控制理论教学中的抽象概念,从而激发学生的实验热情,达到寓教于乐的目的。 展开更多
关键词 虚拟实验系统 水箱 通信方法 半物理仿真 教学效果 软硬件实现 实际工程能力 寓教于乐
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基于PLC的双容水箱液位控制仿真与实物实验系统设计 被引量:25
11
作者 朱涛 周天沛 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2013年第11期29-33,共5页
利用PLC和MCGS混合编程,建立了双容水箱液位控制系统的仿真数学模型,详述了基于PLC的PID控制程序实现方法,对实验得到的控制曲线进行了分析,取得了良好的控制效果。该系统可以在仿真实验与实物实验之间实现功能互补、交叉融合,并且稳定... 利用PLC和MCGS混合编程,建立了双容水箱液位控制系统的仿真数学模型,详述了基于PLC的PID控制程序实现方法,对实验得到的控制曲线进行了分析,取得了良好的控制效果。该系统可以在仿真实验与实物实验之间实现功能互补、交叉融合,并且稳定性好、成本低,使用方便,形象直观,容易升级,为研究性学习提供了良好的基础平台。 展开更多
关键词 液位控制 仿真系统设计 PLC 组态软件 水箱
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基于软PLC的三容液位模糊控制系统 被引量:4
12
作者 吴凤凰 林小峰 +1 位作者 蔡春晓 宋绍剑 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2003年第2期158-160,共3页
应用模糊控制技术和软PLC技术对三容液位控制装置进行智能控制.从实时控制趋势图可以得出,三容液位模糊控制系统的超调为2%,控制精度在±1%以内.该结果表明:基于软PLC的液位模糊控制具有精度高、易实现等突出特点.
关键词 模糊控制 软PLC 液位系统 智能控制
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基于自适应控制的三容水箱液位控制 被引量:4
13
作者 李立新 姚振静 +2 位作者 李艳琴 于瑞红 姜运芳 《科技通报》 北大核心 2015年第12期104-106,共3页
提出基于无模型自适应控制理论的三容水箱液位控制优化算法。根据三容水箱液位控制基本原理,建立三容水箱控制系统数学模型,利用神经网络算法对滞后时间进行优化训练,能够得到离散时间非线性三容水箱液位系统的控制,从而实现了三容水箱... 提出基于无模型自适应控制理论的三容水箱液位控制优化算法。根据三容水箱液位控制基本原理,建立三容水箱控制系统数学模型,利用神经网络算法对滞后时间进行优化训练,能够得到离散时间非线性三容水箱液位系统的控制,从而实现了三容水箱液位的有效控制。实验结果表明,利用改进能够提高三容水箱液位控制系统的响应速度,减少了超调量,具有优越的稳定性,效果令人满意。 展开更多
关键词 自适应控制 水箱 液位控制
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三容系统的自适应-模糊神经网络解耦及液位控制 被引量:5
14
作者 崔桂梅 郝智红 赵利敏 《自动化仪表》 CAS 2005年第7期16-18,共3页
本文采用模糊-神经网络解耦控制技术实现了对三容系统的解耦及液位控制。Matlab仿真结果表明该控制系统动态响应快,鲁棒性好,具有优异的整体性能。
关键词 液位控制 系统 模糊神经网络 自适应 Matlab 技术实现 解耦控制 动态响应 控制系统 仿真结果 整体性能 鲁棒性
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双容水箱液位自抗扰控制系统稳定性分析及实验教学设计 被引量:6
15
作者 李大字 李国强 张建青 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2021年第7期63-66,72,共5页
该文在系统稳定性分析的基础上设计了双容水箱液位自抗扰控制系统实验。首先通过阶跃响应法对系统进行辨识,然后采用基于幅角原理的双轨迹分析法对系统稳定性进行分析。介绍了双容水箱液位控制系统的工艺流程,设计了液位自抗扰控制方案... 该文在系统稳定性分析的基础上设计了双容水箱液位自抗扰控制系统实验。首先通过阶跃响应法对系统进行辨识,然后采用基于幅角原理的双轨迹分析法对系统稳定性进行分析。介绍了双容水箱液位控制系统的工艺流程,设计了液位自抗扰控制方案,并进行了实验验证,将实验结果与传统的PID控制进行比较,最后进行了实验评价。该实验通过液位自抗扰控制实验设计和控制系统稳定性分析,使学生掌握自抗扰控制器应用方法,在获取系统稳定阈的基础上进行控制器参数整定。 展开更多
关键词 自抗扰控制 稳定性分析 系统辨识 水箱液位控制系统
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基于模糊PID的三容水箱液位控制 被引量:3
16
作者 李智 王君 张雅婕 《武汉工程职业技术学院学报》 2012年第3期3-5,13,共4页
工业生产中液位控制主要以传统的PID控制为主。针对液位控制的大滞后、时变性和非线性特性,总结PID参数的调节规律,并以此制定模糊控制规则,将模糊控制技术与PID控制相结合,设计出了模糊PID控制器。将所设计的模糊PID控制器应用于三容... 工业生产中液位控制主要以传统的PID控制为主。针对液位控制的大滞后、时变性和非线性特性,总结PID参数的调节规律,并以此制定模糊控制规则,将模糊控制技术与PID控制相结合,设计出了模糊PID控制器。将所设计的模糊PID控制器应用于三容水箱液位控制系统中,实验表明该控制器在实际控制中取得了良好的控制效果。 展开更多
关键词 水箱 液位控制 模糊PID
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遗传模糊优化算法在三容水箱控制系统中的仿真应用 被引量:1
17
作者 冯鹏辉 谭兮 +1 位作者 刘国营 彭传伟 《湖南文理学院学报(自然科学版)》 CAS 2012年第2期46-50,55,共6页
针对存在大滞后、时变、非线性特点的液位控制系统在工况大范围变化时传统控制算法控制效果不理想的问题,提出利用模糊控制结合遗传算法的空间寻优能力,对隶属度函数的参数和模糊控制规则的后件进行综合编码优化,利用进化原理寻优来获... 针对存在大滞后、时变、非线性特点的液位控制系统在工况大范围变化时传统控制算法控制效果不理想的问题,提出利用模糊控制结合遗传算法的空间寻优能力,对隶属度函数的参数和模糊控制规则的后件进行综合编码优化,利用进化原理寻优来获得最佳的参数进行模糊系统自动设计的方法建立三容水箱控制系统仿真模型,在此模型上验证.仿真结果表明此方法的有效性和实用性. 展开更多
关键词 水箱 液位控制 模糊控制 遗传算法
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基于MPC的三容水箱液位跟踪控制的快速实现 被引量:2
18
作者 于树友 徐明生 +1 位作者 王严 许芳 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第7期145-149,172,共6页
针对三容水箱系统大时滞、动态响应慢问题,研究了三容水箱系统的液位跟踪控制。采用模型预测控制策略,设计了三容水箱的液位跟踪控制器,并通过FPGA加以实现。控制器硬件和软件系统采用基于NiosⅡ嵌入式软核处理器的FPGA/SOPC方案,在基于... 针对三容水箱系统大时滞、动态响应慢问题,研究了三容水箱系统的液位跟踪控制。采用模型预测控制策略,设计了三容水箱的液位跟踪控制器,并通过FPGA加以实现。控制器硬件和软件系统采用基于NiosⅡ嵌入式软核处理器的FPGA/SOPC方案,在基于FPGA和dSPACE的平台上,进行了实时联合仿真。实验结果表明,基于FPGA的模型预测控制器能够实现对三容水箱系统的液位跟踪控制。该实验可应用于自动控制、过程控制等相关课程教学,方便高效,具有较好的实验演示效果。 展开更多
关键词 水箱系统 模型预测控制 现场可编程门阵列 可编程片上系统 实时仿真实验
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B/S和C/S混合架构的三容水箱远程控制系统 被引量:3
19
作者 陈洁 彭辉 《微计算机信息》 北大核心 2008年第16期20-22,共3页
本文以三容水箱为对象,通过对C/S模式与B/S模式的分析与研究,设计了一种基于混合模式1的远程控制系统。混合模式中控制数据的传输采用C/S模式,而B/S模式则用于发布C/S模式的客户端程序,并实现系统的管理功能。本文介绍了系统的框架结构... 本文以三容水箱为对象,通过对C/S模式与B/S模式的分析与研究,设计了一种基于混合模式1的远程控制系统。混合模式中控制数据的传输采用C/S模式,而B/S模式则用于发布C/S模式的客户端程序,并实现系统的管理功能。本文介绍了系统的框架结构、本地控制系统以及数据的通信等问题,重点阐述了B/S和C/S混合模式的具体设计与实现,以及远程系统的操作流程。 展开更多
关键词 C/S模式 B/S模式 远程控制 水箱
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基于PID控制器三容水箱液位的控制设计 被引量:1
20
作者 杨小强 刘静 黄晓艳 《宁波职业技术学院学报》 2013年第4期83-85,共3页
在工业应用中液位控制系统非常重要,传统的三容水箱液位控制模型,是利用传统的PID实现液位控制的,但是参数太小,无法进行有效控制。采用PID控制器的自整定技术进行控制更加可靠,精度更高,但也包含不确定的因素在内。本文对比分析了传统... 在工业应用中液位控制系统非常重要,传统的三容水箱液位控制模型,是利用传统的PID实现液位控制的,但是参数太小,无法进行有效控制。采用PID控制器的自整定技术进行控制更加可靠,精度更高,但也包含不确定的因素在内。本文对比分析了传统PID和自整定技术两种控制方法。 展开更多
关键词 PID控制 水箱液位 自整定
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