【摘 要】
：
随着时代进步科技发展,控制理论从经典控制理论发展到现代控制理论再到现如今与人工智能技术的结合,无不是人类科技进步史上重要的里程碑。本文意在通过一种通用的技术手段,将先进的控制算法应用到可编程逻辑控制之中,解决控制实践和控制理论脱节问题,做好衔接从而促进两方面共同发展。本文对过程控制中的液位控制系统相关理论进行介绍,基于质量守恒定律完成了单容和双容液位系统控制模型的建立并推导出传递函数和状态空间方程
论文部分内容阅读
随着时代进步科技发展,控制理论从经典控制理论发展到现代控制理论再到现如今与人工智能技术的结合,无不是人类科技进步史上重要的里程碑。本文意在通过一种通用的技术手段,将先进的控制算法应用到可编程逻辑控制之中,解决控制实践和控制理论脱节问题,做好衔接从而促进两方面共同发展。本文对过程控制中的液位控制系统相关理论进行介绍,基于质量守恒定律完成了单容和双容液位系统控制模型的建立并推导出传递函数和状态空间方程,分析了液位系统的工作特性。为更好的实现半实物仿真工作,使用了Factory I/O仿真软件中Tank模型,建立了单容和双容液位系统的场景,并通过实验和理论计算验证了该场景的有效性。针对控制理论界中控制算法设计大都基于模型论的问题,选用数据驱动理论中无模型自适应控制算法,该算法与PID同样属于一种不利用被控对象模型信息的策略,兼具了简单直观易于应用的特点。并充分考虑到工业实际应用中系统总是存在不可预估的扰动,故利用线性扩张观测器,在改进控制算法中加入自抗扰思想,提升控制算法的鲁棒性和消除扰动能力。借助数字孪生控制思想实现基于Factory I/O模型的半实物仿真工作,其中包含了Modbus/TCP工业通讯协议数据交互的技术;ODK1500S和Target1500S将Simulink中控制算法转换为SCL语言的技术;S7-PLCSIM Advanced和Mod Scan实现工业通讯测试技术等。通过半实物仿真实验表明该方案既能缩短控制器参数调试周期,又可减小硬件调试损耗,验证出数字孪生技术实际应用意义。最后利用上述技术手段将改进后的LESO-MFAC控制算法应用到可编程逻辑控制器中,通过对实际液位系统的控制效果分析,表明本文所提出的改进后的无模型自适应控制算法具有良好的动态性能和广泛的工业应用价值,同时也为理论研究应用于工程实践提供了新的技术手段。
其他文献
目前数控机床大多采用多轴联动的形式进行零件加工,加工效率进一步得到了提高,广泛应用于航空航天、汽车等领域精密零件的加工。但数控机床多轴联动同时进行加工使得机床误差进行耦合,无疑会对被加工零件的精度产生影响无法满足使用要求。因此,本文旨在提出一种针对多轴数控机床平动轴三轴联动时误差情况进行测量及辨识的快速检测方法,并通过误差补偿工作以期提高多轴数控机床的加工精度。本文分别从机床误差建模、平动轴垂直度
科学技术的快速发展,使得医疗器械、航空航天、光学设备等领域的零件几何模型变得愈加复杂。近年来,随着精密测量仪器及图形处理器技术（GPU）的发展,三角网格因其快速灵活,适应性强的特点,被越来越多的应用于CAD/CAM领域。但由于三角网格模型只能输出实体模型的少量几何信息且数据分布不规则,使得数控加工过程中不能很好的对刀具姿态调节控制,所以目前面向五轴的曲面网格模型数控加工研究还不充分,大多局限于三轴
随着3D打印市场的愈加壮大,与互联网技术相结合的3D打印云服务平台也逐渐增多,规模化3D打印制造成为3D打印技术发展的必然趋势。与传统生产制造模式不同,3D打印制造具有一次成型、定制化、差异化、小批量等特点,所以任务调度对于集群式3D打印制造体系尤为重要。一个好的任务调度方法不仅能够指导打印制造活动顺利进行,更能够降低打印时间和打印成本,保证制造企业的利润和竞争力。为了寻找合理的任务调度方法,本文
随着三次工业革命的推动,全球的工业发展已经发生了翻天覆地的变化。如今我们正处在第三次工业革命向第四次工业革命的过渡阶段。在这一阶段中,现有的工业制造领域呈现出了数字化、信息化、智能化的趋势。而这种趋势的具体落实目标就是工业中的车间。针对车间的机器设备实现通信,收集设备的运作数据;针对车间的操作人员实现实时定位,操作流程的精准指导和记录;最后针对车间设备,人员以及生产过程等实现统一透明化管理。这三个
智能优化理论作为人工智能领域的重要分支,得到了广泛的研究和实际应用。其中,粒子群算法和差分进化算法作为两种代表算法,受到的关注尤为突出。但是,粒子群算法容易在进化后期丧失种群多样性,而差分进化算法经常出现早熟收敛和搜索停滞现象。为此,本文从融合两种算法优势、弥补各自不足的思路出发,在改进传统差分进化算法的基础上,提出了一种粒子群和差分进化融合算法,并将所提算法应用于焊接加工车间作业调度中,达到了良
切换系统是一类重要的混杂系统,其在各种领域的广泛应用引起了研究者的关注.目前针对切换系统已有的研究结果大多是关于线性切换系统的.此外,相对于大部分研究采用的传统时间触发机制而言,事件触发机制在保证对系统进行有效控制的同时,能节省通信资源,避免网络堵塞.本文将事件触发机制引入控制器设计中.针对几类带有时变时滞的切换系统进行了稳定性分析与控制设计.主要内容和研究成果如下:首先,本文研究了带有区间时变时
自动文本摘要技术是人们从互联网的海量数据上快速获取文本信息的有效途径之一。本文通过对自动摘要任务的研究背景调研,发现该任务在实际生产和生活中都有许多的应用场景。就目前国内外的自动文本摘要任务的现状来看,主要分为抽取式文本摘要和生成式文本摘要。相较于前者,生成式文本摘要可以生成更符合人们阅读的摘要文本,无论从摘要的语法上还是从摘要的质量上都有一定的优势。因此,本文主要研究了基于序列到序列的生成式文本
短文本分类就是在给定的分类体系下,让计算机根据给定文本的内容,将其判别为事先确定的若干个文本类别中的某一类或者几类的过程。短文本分类在冗余过滤、智能检索、构建索引、文本过滤等方面有重要的作用。可以方便用户快速、高效的解决问题。正因为人们对短文本分类越来越大的需求,所以如何更高效的提高短文本分类精度变成为当前面临的一大挑战。最近几年随着BERT模型的出现,NLP任务中很多其他模型解决不了的问题都得以
基于磁流体动力学效应（Magnetohydroynamics,MHD）的角速度传感器具有低噪声、宽频带、抗冲击等特性,适合于宽频带、低幅值空间结构微角振动的测量。由于MHD传感器低频（<1Hz）带宽内微角振动测量性能不佳,需同其他低频陀螺仪组合进行信号融合的方法测量低频带宽信号,极大限制着传感器的应用。为了实现低频（<1Hz）微角振动的准确测量,本文研究改进MHD角速度传感器的机械结构,在流体通道
分切机是纺织材料加工流程中的精整设备,主要作用是将上游厂商生产的宽幅材料进行纵向分切,最后复卷成一定长度和宽度的小卷装。系统运行张力较大容易造成材料的撕扯及内部组织损伤,张力太小会引起材料的滑移、走偏,复卷后端面出现不齐和毛边现象。保证材料在运行过程中张力稳定是分切机的核心要素,针对目前市场上分切机张力控制系统存在的问题,设计合理的控制策略及方案,对提高纺织设备自动化和工业智能控制具有重要意义。材