双容温度滑模控制系统设计_

摘要：本文探讨了滑动模态变结构控制（滑模控制设计原则，设计了一种滑模控制器，实现了双输入双输出非线性耦合温度系统的控制，并用组态王（KINGVIEW）编制该控制软件，解决了传统PID控制超调量大、调节时间及上升时间长的问题，体现出滑模变结构控制自适应能力强，动态、静态品质优良，鲁棒性好的特点。
关键词：变结构滑动模态非线性组态王
变结构控制（variable structure control，VSC）是在相平面基础上产生一种非线性控制理论的综合方法。其基本思想是：系统的运动先到达某切换面，然后在这个子空间作滑动模态渐近地趋向原点，当这个滑动运动具有良好品质时，就实现了控制的目的。这种控制的最大特点就是系统具有极强的鲁棒性，对被控制对象的模型误差、对象参数的变化以及外部干扰有极佳的不敏感性。
滑模控制设计的主要任务可归结为两点：切换面的确定和控制律的设计。其中首先要确定变结构控制器的结构，即切换面的数目和切换函数的形式。
本文采用的是浙江求是科教设备有限公司生产的PCT－III型过程控制系统实验装置。本装置模仿锅炉进行实验。内筒加热执行器是采用2kW的电加热丝。电加热丝采用可控硅移相触发单元，输入控制信号为4～20mA标准电流信号，其移相触发角与输入控制电流成正比。输出交流电压来控制加热器的端电压，从而控制内筒水的温度T1，输入4mA电流时，加热器端电压为0V，输入20mA电流时，加热器端电压为220V。而外筒的水温2T靠吸收内筒水的热量和水溢出外筒带走热量来控制，当1T偏低时，可控硅调压器输出电压增大，那么1T升高，外筒水温也将升高；当外筒水温升高到高于给定值时，必须开大外筒进水阀，以便更多的水从外筒溢出带走热量。可见，可控硅调压器和流量调节阀相互影响着，温度1T和2T控制系统就是相互耦合的系统。
上述系统软件部分有组态6.01（KING VIKW 6.01）实现，功能包括：现场界面显示、控制数据的输入输出、控制算法的实时计算、历史曲线绘制、实时趋势显示等。其开发过程是：制作图形画面——配值I/O设备——构造数据库——定义动画连接运行和调试。
OpenGL是近几年发展起来的一个性能卓越的三维图形标准,然而直接基于OpenGL参与编写仿真系统存在着基础太底层从而不必要的增加代码量和系统开发复杂度。从开发效率上看，OSG完成了许多原来用户需自己完成的琐碎而复杂的工作，它为用户管理所有的图形、场景，使原来成百上
千的OpenGL命令变成几个简单的OSG API调用。这些特性使得OSG在世界仿真领域得到了越来越广泛的应用。

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

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