變結(jié)構(gòu)控制理論在非線性溫度系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、溫度控制不管在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還是在工程應(yīng)用上都是非常普遍的。而調(diào)節(jié)器是控制系統(tǒng)中非常重要的部分，為了取得更好的溫度控制效果，須要對(duì)控制算法進(jìn)行研究。本文提出用滑模變結(jié)構(gòu)控制算法來(lái)設(shè)計(jì)控制器，根據(jù)控制的過(guò)程和工作原理以及實(shí)測(cè)的可控硅調(diào)壓閥開(kāi)度、產(chǎn)生的熱流量等數(shù)據(jù)，在MATLAB環(huán)境下利用直線形式擬合出調(diào)節(jié)閥開(kāi)度和熱流量的線性關(guān)系，再依據(jù)工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)的原理，建立起整個(gè)雙容溫度控制系統(tǒng)的非線性模型。 在此非線性模型的基礎(chǔ)上，將溫度系統(tǒng)

2、數(shù)學(xué)模型分解為一個(gè)二階線性系統(tǒng)和一個(gè)單輸入非線性系統(tǒng)來(lái)研究，對(duì)單輸入非線性微分方程，則分別變換為高階常微分方程、線性簡(jiǎn)約型和一類仿射非線性系統(tǒng)形式，求取各形式的基于線性切換面的等效控制和滑模運(yùn)動(dòng)方程；然后取合適的趨近律求得滑模變結(jié)構(gòu)控制器；再把整個(gè)溫度系統(tǒng)非線性模型作為一個(gè)多輸入非線性系統(tǒng)的整體來(lái)進(jìn)行研究，包括采用非線性狀態(tài)變換和相變量形式兩種方法，最終得到了滑模變結(jié)構(gòu)控制器。 在MATLAB軟件平臺(tái)上，對(duì)溫度系統(tǒng)模型進(jìn)行Sim

3、ulink仿真，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析；并對(duì)滑模變結(jié)構(gòu)控制的抖動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行討論。得出的結(jié)論是： 1.所設(shè)計(jì)的溫度系統(tǒng)的非線性模型是合理的； 2.滑模變結(jié)構(gòu)控制算法對(duì)非線性系統(tǒng)的控制效果是明顯的； 3.滑模變結(jié)構(gòu)控制有跟蹤性能好、超調(diào)小、響應(yīng)快、誤差小、抗干擾能力強(qiáng)和魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)，但也存在抖動(dòng)問(wèn)題。 在MATLAB/Simulink仿真的基礎(chǔ)上，以DSP仿真器為硬件，進(jìn)行滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的原型代碼下載，為