matlab基于解耦算法的水箱控制系统设计(3)

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从本世纪30年代以来，随着自动控制理论的日趋成熟，关于自动化技术不断的发展不断出现，并逐渐获得了惊人的成就，尤其在工业生产线和计算机发展中起着关键举足轻重的作用。之所以过程控制技术是自动化技术的重要组成部分是因为这种技术普遍运用于石油，化工，电力，冶金，轻工，纺织，建材等工业部门。

在初期的过程控制系统选用的是基地式的仪表和部分单元组合仪表，过程控制系统结构大多是单通道输入，也就有了单输出通道系统，过程控制的实质是以在电脑显示的曲线中能只管看出来的频率法和以曲线轨迹为主要表现形式的根轨迹法为主体的经典控制理论，为的是保持被控参数温度，液位，压力，流量的稳定并消除其余扰动项为控制目的的过程控制。在产生这种想法之后，串级控制作为首当其冲的产物问世，比值控制和前馈控制等让人需要花大量时间研究的进一步的过程控制系统渐渐开始应用于工业生产中，随着设计系统的问世，人们开始研究是否能够使其自动控制阀门的开关，有了气动和电动单元组合仪表，并开始大量地使用，并且电子技术和计算机技术开始应用于过程控制领域，成功将数字控制（DDC）和设定值控制（SPC）变现了出来。

随后，将最小二乘法作为基础的系统辨识，通过极大值和动态规划为主要方法的最优控制与此同时以卡尔曼滤波理论作为核心的最佳估计所形成的现代智能控制理论，逐渐开始应用于解决工业系统过程控制生产中的非线性表达方式，随之也就涉及到了耦合性和时变性等问题，在解决了这些问题之后，使得工业过程控制的发展路程上有了更好的理论基础。除此之外，新型的分布式控制系统（DCS）集计算机技术、智能控制技术、网络通讯技术、特殊的故障诊断技术和图像波形显示技术为一体，使工业生产自动化进入新的控制管理一体化的新时代。如今工业自动化己逐年跨入计算机集成过程系统（CIPS）新时代，并在人工智能的帮助下，在控制理论以及运筹学相结合的情况下，智能控制技术正在向工厂全面自动化的方向发展。

现代科学与工程的发展离不开数学。数学家研究的问题和另外的科学家、工程技术人员所研究的问题是不同的。数学家通常对数学问题的解析的存在性证明特别感兴趣也尤其就是研究这一方方面，然而工程技术人员往往对如何得到数学问题的过程更加在意。也就是说，通过某种途径获得问题的解则是工程技术人员更在意的问题。如我们所知，获得这样解的最简单方法就是通过本次毕业设计主要内容的数值解法技术。

数学问题的解析解法已经大范围地帮助到了各个领域的健康发展。而本次毕业设计中的核心内容MATLAB语言就可以求解几乎所有的数值问题，在本设计中就将用到它，借助于他的程序来对采样数据进行插值拟合。这里所说的数据拟合成曲线的思路就是根据一组二维数据，也就是平面上的许多的反馈信息产生的点，要求确定两个一元函数y = f(x)，即曲线，而且要使这些点与曲线总体来说贴近于接近，曲线拟合的目的是按照实验获得的反馈数据形成因变量与自变量之间有效的经验函数关系，这样得到的数据也可以为进一步的深入研究提供线索。

1.3 论文的主要研究内容

水箱液位与温度控制系统是许多工业整机设计的重要部分，通常表现在船舶、污水净化站、蓄水以及供水库等需要监控液位与处理时温度控制的地方，经过我的查询目前并没有与之相关文献说明哪种方法是最好的，也没有规范液位与温度解耦控制系统的设计方案，单单只是依靠成功完成工业要求的经验理论进行设计工作。尤其船舶上用到的多输入/输出的液位与温度控制系统是一个典型非线性系统，经常存在容积延迟时间长、实际控制时抗干扰能力差的现象。因此会运用滑模控制算法、用组态王编了上位机智能控制界面，再结合算法程序，使组件接近于实际的控制系统。然后通过在线运行，使其获得滑模变结构控制自适应能力变强，随之也就有了动态、静态品质优秀，鲁棒性突出等优点，完美地解决了之前系统难于控制的问题。对液位与温度的控制系统，一般是在工作中产生线性化后再进行研究其中最好的算法并加以控制的。