基于水动力学模型的渠道流量控制系统研究

针对渠道流量较大、水流条件复杂的流量测量问题，提出一种水动力学模型的渠道流量计算方法，并以此搭建基于水动力学模型的渠道流量控制系统。首先建立水动力学数学模型，采用两点水位量水法计算渠道流量，即在闸门上、下游选择两个断面，利用水位传感器实时测量断面水位数据，通过上位机求解水流控制方程得到两处断面的流量，取均值作为渠道的流量值，其次结合PLC搭建渠道流量控制系统，根据调度要求控制闸门的启闭，实现渠道流量的精准控制。在加大供水流量、水流条件复杂条件下，流量计算结果与多声道超声波流量计所测数据相比，平均偏差率小于5%。通过试验研究表明：控制系统流量控制误差为0.514%，系统响应时间小于200 ms，平均无故障运行时间大于10 000 h。控制系统的研究为后续渠道流量调度工程建设提供理论依据和案例支撑，具有较强的应用价值。     

串联渠系PID改进积分与微分环节仿真研究

渠道系统自动化运行是提高明渠输水系统水资源利用效率的有效途径,其基本思路是通过节制闸的实时调节维持渠道内的水位、流量在一定的目标状态。经典PID控制算法在应用到渠道控制中存在微分环节极易引起超调甚至系统失稳的问题,因而实际渠系控制器多采用比例积分环节(PI),其缺点是响应缓慢。为了提高渠系控制的响应速度、减小系统调节动作量,在PID算法的积分环节中引入启动阈值,并采用惯性环节串联补偿微分环节。采用ASCE的标准渠道测试算例进行建模仿真,计算结果表明改进算法在传统PID算法的基础上降低系统超调、减少闸门的调节量;在PI算法的基础上提高系统响应速度。     

江河流量测验信号传输系统研制

介绍了研制江河流量测验信号传输系统的设计方案。该方案利用测量时吊铅鱼的钢丝绳、大地、河水等作为信号传播媒介，并构成低阻抗闭合回路，有效地削弱了空中电磁波的干扰。其产品可用于深水测量，功耗低，性能可靠。     

基于DSP快速原型的淀粉生产线串级控制系

在分析比较传统PID和Smith预估PID作为串级控制主回路控制器的基础上,提出了主回路采用Smith预估PID,副回路采用传统PID的串级控制策略调节淀粉生产线中的浓度。对淀粉生产线中串级控制闭环回路进行数学建模,并对主回路采用Smith预估PID和传统PID两种控制方案进行了设计与仿真。仿真结果表明,主回路采用Smith预估PID在控制效果上明显优于传统PID并且其鲁棒性优于传统PID。利用快速原型控制系统实现了该方案,利用Matlab/Simulink建立淀粉生产线的控制系统模块,在CCS集成开发环境中自动生成代码,然后将可执行代码下载到DSP TMS320C2812和TMS320C6713中,即可实现淀粉生产线的串级控制系统设计。     

基于DSP快速原型的淀粉生产线串级控制系统

在分析比较传统PID和Smith预估PID作为串级控制主回路控制器的基础上,提出了主回路采用Smith预估PID,副回路采用传统PID的串级控制策略调节淀粉生产线中的浓度.对淀粉生产线中串级控制闭环回路进行数学建模,并对主回路采用Smith预估PID和传统PID两种控制方案进行了设计与仿真.仿真结果表明,主回路采用Smith预估PID在控制效果上明显优于传统PID并且其鲁棒性优于传统PID.利用快速原型控制系统实现了该方案,利用Matlab/Simulink建立淀粉生产线的控制系统模块,在CCS集成开发环境中自动生成代码,然后将可执行代码下载到DSP TMS320C2812和TMS320C6713中,即可实现淀粉生产线的串级控制系统设计.     

基于MSP430的人工气候箱神经网络PID控制系统

针对人工气候中温湿度控制系统结构复杂、精度不够高以及响应速度慢等问题,提出以TI公司的超低功耗MSP430单片机为主控制器件,采用DS18B2和HM1500测量系统的温湿度,用BP神经网络智能算法自动整定PID控制参数的人工气候箱控制系统,着重介绍了系统控制算法构成及软件设计。实验表明,该控制系统结构简单,具有响应速度快、精度高和鲁棒性好等优点。     

基于单片机的模糊PID恒压供水控制系统

鉴于传统泵站供水系统存在耗能大、水压波动大等问题,在对某泵站供水系统作系统研究的基础上,提出了以供水管网的水压、水位、流量等参数为控制对象,采用自适应模糊PID控制策略,通过调整供水水泵的投入台数及转速,来实现恒压供水的快速性和可靠性的解决方案.对自适应模糊PID算法进行了研究和计算机仿真,给出了基于MATLAB的系统仿真结果,并对该自适应模糊PID控制结果与传统的PID控制仿真结果进行了比较.仿真与实验结果表明：采用自适应模糊PID变频恒压闭环供水,供水控制系统的稳定性得到了较大的改善,在设定水压值为0.9 MPa时,系统的上升时间为2.76 min,超调量为0.47%,调节时间为2.8 min.     

基于单片机的无人机变量控制系统的设计

针对目前我国喷药系统在速度和喷量方面的不完善,设计了可调节流量的喷药控制系统。采用单片机调节超声波测速,控制电机转速,从而达到速度的变化,进而控制喷药系统的流量,实现速度闭环系统;用算法调节有关控制信号及参数,以实现电机转速变化,并在LED上实时显示速度等。在相同的试验条件下,通过设置不同的速度,进行了针对流量变化的相应试验。结果表明:该系统运行可靠,自动化程度高,有利于速度控制流量的完善,适用于无人机喷施系统。     

基于五点法的矩形渠道流量自动检测系统

在水文测验中，为了满足在复杂环境下的流速、流量检测的自动化，设计了明渠流量自动检测系统。该系统以五点法为基本检测原理，并将流速、流量的测量与一套完备的机械传动装置相结合。应用经典的MCS-51系列单片机来采集水位与流速的信号并按照既定的算法计算出矩形渠道的实时流量值，并控制着平面直角坐标机械传动装置的流速测杆在矩形断面范围内自动改变位置，以实现系统的自动化，并通过RS232或RS485总线与上位机进行通讯传输，实现在线监控。     

电控空气悬架车高调节与整车姿态控制研究

针对电控空气悬架在车高调节过程中存在的过充、过放以及振荡等不良现象,提出一种能够对气体质量流量进行自适应调节的神经网络PID控制方法。根据车辆系统动力学和变质量充放气系统热力学理论,建立了电控空气悬架车高调节数学模型,设计了车高调节BP神经网络PID控制器,并对控制器的实际性能进行了仿真验证。在此基础上,为了进一步防止车高调节过程中因四角高度调节不同步而引起的整车姿态失稳现象,基于模糊控制算法对系统局部控制量进行了修正,从而形成整车姿态模糊控制器。最后,基于D2P快速开发平台搭建了电控空气悬架车高调节控制系统,进行了整车台架试验。试验结果表明,所设计的控制系统不仅能够实现车身高度的有效调节,同时还能抑制车高调节过程中的整车姿态变化。     

基于PLC的蒸汽凝结水全封闭自动回收控制系统

本文分析了蒸汽凝结水闭式回收的必要性；设计开发了基于PLC的蒸汽凝结水全封闭自动回收系统，给出了系统的结构图，信号的检测方法，控制逻辑关系，PLC程序设计的关键点及锅炉优先补水电气线路图等。     

明渠输水运行的步进式自动控制方法及应用

根据渠道输水的实际运行特点,提出了步进式PID渠道输水控制模型。在步进式PID渠道输水控制过程中,目标水位不是一次设定的静态水位,而是动态的,多次使输入指令一步一步的逼近所要求的最终目标水位,步进PID将使渠道输水更稳定,且响应速度可控制,有简单实用、可控性强的特点。仿真结果表明,较常规PID,步进式PID控制渠道输水,水位波动小,超调量小,较适合明渠输水控制的实际运行情况。     

基于组态王的燃汽加热控制系统

工业生产中利用加热炉对生产原料或换热介质进行加热,人们生活中的热水锅炉、暖气锅炉等都离不开加热炉的应用。为此,介绍了燃气加热炉的计算机智能控制系统实现。采用智能控制技术,合理优化控制,使燃气在炉内能充分燃烧,既节省能源,又减少了大气的污染,保护了环境。     

单片机在锅炉控制中的应用

锅炉因其水位和压力控制不当而发生事故,通过以单片机为核心的新型智能化多路数据采集和调控系统,可自动检测和显示锅炉的水位和压力状态,自动控制水泵和风机,并且具有报警和联锁控制等保护功能,保证了锅炉的安全运行.     

水肥精量配比灌溉系统设计

精确地控制农业灌溉中的水肥配比,能够很好地促进农作物的生长,大大提高化肥利用率。为此,开发了一套水肥精量配比灌溉系统,采用水路和肥路混合的方法,利用直流调速器控制泵来调节管道中水肥流量,从而实现水肥配比。该系统采用遗传算法优化的模糊PID模型作为控制策略来实现精量配比控制,进一步完善了传统PID的控制性能。实验结果表明:该系统成功实现了水肥精量配比,有效地提高了灌溉精度,具有一定的推广性和应用价值。     

基于PLC的温度PID-模糊控制系统设计与仿真

温度控制在工业控制中占有非常重要的地位,是工业控制四大参数之一。在PLC(可编程控制器)基础上,采用了传统的PID控制和现今比较流行的智能控制中的模糊控制相结合的控制方案,来实现控制算法的整体设计,并实现了在大范围内采用模糊控制,以提高系统的阻尼性能,减少超调;在小范围内,采用PID控制,以提高系统的响应速度,加快响应过程,并且给出参考模型,在Matlab中实现了系统的仿真。     

基于PID控制技术的喷雾机均匀化作业设计

针对喷雾机作业过程喷雾均匀化程度较低的问题,基于PID控制技术对喷雾机均匀化作业进行了设计。该喷雾机为智能喷杆喷雾机,主要组成为转向控制系统、智能平衡控制系统、变量施药系统和显示系统。喷雾机的电机采用PID控制器进行控制,利用PID控制算法—积分分离算法对电机进行闭环调速,保证喷雾机的均匀化作业。为验证喷雾机的作业性能,对其进行平衡和均匀化试验验证,结果表明:其平衡性能和均匀化作业性能良好,能够满足喷雾机的作业要求。     

基于单神经元PID的变量喷雾系统精准控制方法研究

针对现存农用无人机变量喷雾系统响应时间较长、超调量较大、跟随效果不稳定等问题,设计一种基于单神经元PID控制的农用无人机变量喷雾系统.该系统采用传感器检测流量信息作为控制依据,运用单神经元自学习能力不断调整PID参数精确调控喷雾流量,实现变量调节快速稳定的目标.为验证本系统控制算法的实际变量控制效果,采用Matlab平...     

基于神经网络PID-P的生物质气化炉串级控制

针对生物质气化过程不稳定性、非线性、大时滞和多干扰等特点,提出一种生物质气化炉的神经网络PID-P串级控制方法。内环采用P控制器,以快速消除外界负荷干扰带来的不稳定波动;外环采用神经网络PID控制器,以保证气化炉气温及烟气含氧量稳定在给定值。仿真结果证明了该方法的有效性和优越性。