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Analysis and Design of Scaling Optimal GPM-PID Control with Application to Liquid Level Control
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作者 Zhuo-Yun Nie Rui-Juan Liu +1 位作者 Fu-Jiang Jin Lai-Cheng Yan 《International Journal of Automation and computing》 EI CSCD 2016年第6期624-633,共10页
In this paper, a new analysis and design method for proportional-integrative-derivative (PID) tuning is proposed based on controller scaling analysis. Integral of time absolute error (ITAE) index is minimized for ... In this paper, a new analysis and design method for proportional-integrative-derivative (PID) tuning is proposed based on controller scaling analysis. Integral of time absolute error (ITAE) index is minimized for specified gain and phase margins (GPM) constraints, so that the transient performance and robustness are both satisfied. The requirements on gain and phase margins are ingeniously formulated by real part constraints (RPC) and imaginary part constraints (IPC). This set of new constraints is simply related with three parameters and decoupling of the remaining four unknowns, including three controller parameters and the gain margin, in the nonlinear and coupled characteristic equation simultaneously. The formulas of the optimal GPM-PID are derived based on controller scaling analysis. Finally, this method is applied to liquid level control of coke fractionation tower, which demonstrate that the proposed method provides better disturbance rejection and robust tracking performance than some commonly used PID tuning methods. 展开更多
关键词 Proportional-integrative-derivative (PID) controller controller scaling gain and phase margins integral of time absolute error (ITAE) liquid level control.
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Application of Neural network PID Controller in Constant Temper-ature and Constant Liquid-level System 被引量:11
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作者 (College of information and control engineering, University of Petroleum, Dongying 257061, China) Chen Guochu Hao Ninmei Liu Xianguang(College of electricity engineering, University of Xi ’ an Communication, Xi’ an 710049, China) Zhang Lin (Workshop of Instrument of Plastic Plant, Qilu Petrochemical Corp., Zibo 255411, China) Wang Junhong 《微计算机信息》 2003年第1期23-24,42,共3页
Guided by the principle of neural network, an intelligent PID controller based on neural network is devised and applied to control of constant temperature and constant liquidlevel system. The experiment results show t... Guided by the principle of neural network, an intelligent PID controller based on neural network is devised and applied to control of constant temperature and constant liquidlevel system. The experiment results show that this controller has high accuracy and strong robustness and good characters. 展开更多
关键词 PID控制器 神经网络 PID控制 恒温恒液位系统
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Experimental analysis on adjusting performance of vapor-liquid two-phase flow controller
3
作者 李慧君 屠珊 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 2006年第5期525-530,共6页
The vapor-liquid self-adjusting controller is an innovative automatic regulating valve.In order to ensure adjusted objects run safely and economically,the controller automatically adjusts the liquid flux to keep liqui... The vapor-liquid self-adjusting controller is an innovative automatic regulating valve.In order to ensure adjusted objects run safely and economically,the controller automatically adjusts the liquid flux to keep liquid level at a required level according to physical properties of vapor-liquid two-phase fluid.The adjusting mechanics,the controller’s performance and influencing factors of its stability have been analyzed in this paper.The theoretical analysis and successful applications have demonstrated this controller can keep the liquid level steady with good performance.The actual application in industry has shown that the controller can satisfactorily meet the requirement of industrial production and has wide application areas. 展开更多
关键词 vapor-liquid two-phase flow adjusting performance liquid level controller
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基于自适应混合策略鲸鱼优化算法的分数阶PID控制器在液位控制中的研究
4
作者 陆琦 张艳丽 +1 位作者 李新华 王明超 《化工自动化及仪表》 2025年第1期16-21,共6页
为了进一步提高液位控制系统的控制精度和稳定性,采用分数阶PID控制器(FOPID)对液位进行控制。由于分数阶PID控制器存在整定参数多、整定困难等问题,提出了一种自适应混合策略鲸鱼优化算法(AMSWOA)对分数阶PID参数进行整定。采用实验用... 为了进一步提高液位控制系统的控制精度和稳定性,采用分数阶PID控制器(FOPID)对液位进行控制。由于分数阶PID控制器存在整定参数多、整定困难等问题,提出了一种自适应混合策略鲸鱼优化算法(AMSWOA)对分数阶PID参数进行整定。采用实验用单容和双容水箱模拟工业中的液位控制。利用MATLAB工具对分数阶PID控制器和液位控制系统进行仿真建模,并与整数阶PID控制算法进行仿真比较。结果表明,与整数阶PID控制器相比,应用自适应混合策略鲸鱼优化算法的分数阶PID控制器具有超调量小、调节时间短及稳态误差小等优势。 展开更多
关键词 液位控制 分数阶PID控制 自适应混合策略鲸鱼优化算法 仿真建模
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基于透射式放射源的钢水液面控制仪校准方法研究
5
作者 张树养 刘小刚 《福建冶金》 2025年第1期46-51,共6页
钢水液面控制仪是杜绝溢钢、漏钢生产事故的关键质量控制点,是保障方坯连铸生产的重要技术手段。研究分析钢水液面控制仪控制原理、生产情况及实际应用,识别出对生产产生重要影响的计量特性,提出科学的校准方法,才能保证其实现精准控制... 钢水液面控制仪是杜绝溢钢、漏钢生产事故的关键质量控制点,是保障方坯连铸生产的重要技术手段。研究分析钢水液面控制仪控制原理、生产情况及实际应用,识别出对生产产生重要影响的计量特性,提出科学的校准方法,才能保证其实现精准控制。该校准方法研究的标准器及自动校准(刻度)软件可提高校准精度,大大减轻劳动强度。通过推广该校准方法应用,可确保钢水液面控制仪量值准确可靠,促进该仪器生产厂家提高产品质量,提高仪器检测精度从而大大提高液面波动控制精度,对钢铁行业获得良好铸坯质量,提高连铸生产效率和作业率,以及生产洁净钢均具有重要意义。 展开更多
关键词 钢水液面控制仪 计量特性 标准钢板 结晶器 校准 刻度
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CLP-13型低压铸造液面加压自适应控制系统
6
作者 朱霖 董冰 董秀亮 《中国铸造装备与技术》 2025年第2期9-14,共6页
模仿大脑的思维方法简单方便的解决了低压铸造液面加压控制系统充型速度自适应控制的难题,建立最优的凝固温度梯度,并通过实验证明是正确的。另外,由充型转保压的保压跃升阶段可精确及时到毫秒级,为铸件的凝固补缩及时提供大保压压力,... 模仿大脑的思维方法简单方便的解决了低压铸造液面加压控制系统充型速度自适应控制的难题,建立最优的凝固温度梯度,并通过实验证明是正确的。另外,由充型转保压的保压跃升阶段可精确及时到毫秒级,为铸件的凝固补缩及时提供大保压压力,降低铸件因增压不及时而产生缩松的风险,进一步提高了铸件的内在质量与铸件成品率。该系统的使用不仅可提高铸件成品率,还可使铸造新操作手与经验丰富的操作手几乎具有同等的水平,降低了铸造生产过程对员工素质的依赖。 展开更多
关键词 低压铸造 液面加压 自适应控制 温度梯度
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Advanced Control System Development on the Basis of Festo Training Laboratory "Compact Workstation"
7
作者 Vladimir Skopis Igors Uteshevs Aivars Pumpurs 《Journal of Energy and Power Engineering》 2014年第5期966-972,共7页
This article describes the development of automatic control system on the basis of Festo "Compact Workstation" training stand. Such control systems are used in different branches of industry and infrastructure inclu... This article describes the development of automatic control system on the basis of Festo "Compact Workstation" training stand. Such control systems are used in different branches of industry and infrastructure including oil industry, chemical industry, water treatment, canalization and others. The stand allows realizing level, flow, pressure and temperature control systems, using pump, valves, discrete and analog sensors. Level control system is described in this work. PID (proportional integral derivative) controllers are used in these systems. Control is switched on and off and the parameters of control systems are changed by means of SCADA (supervisory control and data acquisition) system. During real technological processes, these actions are performed by the operator. The algorithm of the control system is realized using PLC (programmable logic controller). At the end of the article conclusions about the research are drawn. 展开更多
关键词 PLC SCADA PID controller liquid level control.
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Sliding Mode Control, with Integrator, for a Class of Mimo Nonlinear Systems
8
作者 Anouar Benamor Larbi Chrifi-alaui +1 位作者 Hassani Messaoud Mohamed Chaabane 《Engineering(科研)》 2011年第5期435-444,共10页
In this paper, the robust control problem of general nonlinear multi-input multi-output (MIMO) systems is proposed. The robustness against unknown disturbances is considered. Two algorithms based on the Sliding Mode C... In this paper, the robust control problem of general nonlinear multi-input multi-output (MIMO) systems is proposed. The robustness against unknown disturbances is considered. Two algorithms based on the Sliding Mode Control (SMC) for nonlinear coupled multi-input multi-output (MIMO) systems are proposed: the first order sliding mode control (FOSMC) with saturation (sat) function and the FOSMC with sat combined with integrator controller. Those algorithms were simulated and implemented on the three tanks test-bed system and the exprimental results confirm the effectiveness of our control design. 展开更多
关键词 SLIDING Mode control INTEGRATOR Nonlinear Systems Coupled Mimo UNCERTAIN liquid level control
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基于单片机的造纸用液位自动化控制系统研究
9
作者 王鹏 潘冬 《造纸科学与技术》 2024年第8期51-54,共4页
为切实应对以往造纸用液位控制系统依赖于自动控制机理构建控制电路所造成的液位控制精确度低与自动化程度低等问题,由嵌入式技术重焕液位控制系统活力着手,针对造纸碱回收蒸发工段黑液液位控制需求,基于52单片机和超声波传感器搭建了... 为切实应对以往造纸用液位控制系统依赖于自动控制机理构建控制电路所造成的液位控制精确度低与自动化程度低等问题,由嵌入式技术重焕液位控制系统活力着手,针对造纸碱回收蒸发工段黑液液位控制需求,基于52单片机和超声波传感器搭建了液位自动化控制系统。系统测试结果表明,以单片机与传感器相结合的液位控制系统精准度高、自动化程度高,且安全稳定性更高,不仅可充分适应当前追求无人化、高效化的造纸工业生产体系,还可普遍推广应用于其他工业领域。 展开更多
关键词 52单片机 超声波传感器 造纸黑液 液位控制 自动化
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基于粒子群算法参数自我调整的罐区液位自动化控制方法设计
10
作者 顾玉娥 《工业仪表与自动化装置》 2024年第6期13-17,38,共6页
由于采集的罐区液位信号存在大量的干扰信号,导致控制器输出的操作量不准确,从而使得液位控制值与目标值的偏差较大,控制精度偏低。为此,提出基于粒子群算法参数自我调整的罐区液位自动化控制。依据罐区的结构特点与液位控制目标,求取... 由于采集的罐区液位信号存在大量的干扰信号,导致控制器输出的操作量不准确,从而使得液位控制值与目标值的偏差较大,控制精度偏低。为此,提出基于粒子群算法参数自我调整的罐区液位自动化控制。依据罐区的结构特点与液位控制目标,求取液位变化率与液位二阶加时滞函数,进而设计罐区模型结构,结合预设的控制逻辑和液位传感器提供的实时数据构造液位自动化控制器,并通过对罐区液位输入信号进行采样和滤波,以剔除干扰信号,由此计算输出操作量,基于此,引入粒子群算法参数自我调整方法对控制器的参数进行自适应整定,从而优化控制器参量,实现罐区液位的控制。实验结果表明,利用所提方法对罐区液位进行控制后,输出的控制值与目标值基本相符,控制精度较高。 展开更多
关键词 粒子群算法 参数调整 罐区结构 控制器 参数整定 液位控制
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川西北含硫气井分离器液位控制方式优化及仪表选型研究
11
作者 齐梓荣 任秋月 +3 位作者 肖毅 谭尧睿 严飞 刘琪 《石化技术》 CAS 2024年第3期202-204,共3页
川西北高压含硫气井投产以来,各采气单井分离器液位调节阀全部采用两位式控制方式,投产初期运行正常,但随后逐渐出现调节阀磨损、阀杆连接件卡阻、卡死不动作等故障。为解决上述问题,从液位检测仪表、分离器调节阀、液位控制方式三个维... 川西北高压含硫气井投产以来,各采气单井分离器液位调节阀全部采用两位式控制方式,投产初期运行正常,但随后逐渐出现调节阀磨损、阀杆连接件卡阻、卡死不动作等故障。为解决上述问题,从液位检测仪表、分离器调节阀、液位控制方式三个维度开展应用效果对比和适应性分析,总结出一套高压含硫气井分离器液位控制推荐做法。并将研究结果在相似高压含硫气井推广应用,效果良好。这为各类分离器液位调节找到了一个新的解决思路,可为类似装置的方案设计提供参考。 展开更多
关键词 分离器液位控制 液位检测仪表 分离器调节阀 液位控制方式
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基于模糊自整定PID的双容水箱串级液位控制系统研究 被引量:1
12
作者 梁梦莹 胡山 《自动化应用》 2024年第3期206-208,214,共4页
双容水箱串级液位控制具有抗干扰能力强、超调量小、过渡过程较短等特点。传统的PID算法和参数整定方法难以达到期望的控制效果。因此,针对双容水箱串级液位控制,利用模糊推理的方法实现在线自整定PID参数,设计相应的模糊PID控制器,基于... 双容水箱串级液位控制具有抗干扰能力强、超调量小、过渡过程较短等特点。传统的PID算法和参数整定方法难以达到期望的控制效果。因此,针对双容水箱串级液位控制,利用模糊推理的方法实现在线自整定PID参数,设计相应的模糊PID控制器,基于Simulink仿真建模,对比传统的PID与模糊自整定PID输出响应曲线发现,该模糊自整定PID系统具有更好的鲁棒性,抑制系统超调以及对控制参数变化的自适应能力更强。 展开更多
关键词 双容水箱 模糊自整定PID控制 串级液位控制
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液位控制实训平台设计
13
作者 王振浩 专祥涛 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第8期169-174,共6页
液位控制是工业生产中典型的控制系统,为适应高职院校培养高技能应用型人才的需要,该文搭建了一套可灵活拆装的多功能液位控制实训平台。基于该平台,可开展流体管路和电路设计、模块组装、电路的接线、控制器调试与实验、系统检修与维... 液位控制是工业生产中典型的控制系统,为适应高职院校培养高技能应用型人才的需要,该文搭建了一套可灵活拆装的多功能液位控制实训平台。基于该平台,可开展流体管路和电路设计、模块组装、电路的接线、控制器调试与实验、系统检修与维护等操作实训。该实训平台占地小,使用灵活,将现实的液位控制对象集成为教学平台,利于动手、便于教学。该平台为学生提供了设计实验和动手操作的机会,增强了学生的综合能力、创新能力及职业素养,对提高技能人才培养质量具有借鉴意义。 展开更多
关键词 液位控制 实训平台 创新能力 职业素养 技能人才培养
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基于智能控制算法液位控制系统的实现 被引量:2
14
作者 王振 虎恩典 +1 位作者 兰永平 王大鹏 《自动化与仪表》 2024年第1期144-147,151,共5页
利用西门子S7-1500系列PLC模组和MCGS触摸屏,实现对双容水箱系统的液位恒值控制和水箱液位的实时监控。在不需要建立被控过程的数学模型的前提下,采用了模糊控制和模糊积分控制两种智能控制算法对液位进行控制,并分析了两种智能算法的... 利用西门子S7-1500系列PLC模组和MCGS触摸屏,实现对双容水箱系统的液位恒值控制和水箱液位的实时监控。在不需要建立被控过程的数学模型的前提下,采用了模糊控制和模糊积分控制两种智能控制算法对液位进行控制,并分析了两种智能算法的优缺点。通过现场实验证明了模糊控制算法存在静态误差,而加入积分控制后误差可以被消除。该系统具有可视性强、控制效果好等优点。 展开更多
关键词 智能控制 模糊控制 模糊积分控制 可编程控制器 水箱液位
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云南某选矿厂浮选机液位自动控制系统改造 被引量:1
15
作者 张兵 阳勇 +2 位作者 王永剑 刘全波 杨勇 《现代矿业》 CAS 2024年第2期192-194,共3页
为提高云南华联锌铟有限公司选矿厂浮选矿浆液位的稳定性和浮选产品质量,降低设备故障率和设备维护费用,节省人工成本,进行了浮选机液位自动控制改造。改造与应用表明:相较于传统的浮选机手动液位控制,通过增加液位测量装置、液位控制... 为提高云南华联锌铟有限公司选矿厂浮选矿浆液位的稳定性和浮选产品质量,降低设备故障率和设备维护费用,节省人工成本,进行了浮选机液位自动控制改造。改造与应用表明:相较于传统的浮选机手动液位控制,通过增加液位测量装置、液位控制器、气动执行器,对浮选机建设液位自动控制系统,可在DCS远程操作站设置浮选液位系统参数,监控浮选机生产状况,实现浮选机液位的快速、稳定调节。 展开更多
关键词 浮选机 液位自动控制 改造
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室内绿植智能浇水系统
16
作者 孟亚男 刘宇菲 赵凯 《工业控制计算机》 2024年第1期167-169,共3页
针对盆栽进行智能、合理的维护,解决在栽培过程中无法及时浇水以及无法控制浇水量的问题,设计了一款自动浇水装置。采用单片机作为内部控制器,该装置装配有温湿度传感器和液位传感器等环境参数检测设备,能够智能地响应室内环境和土壤潜... 针对盆栽进行智能、合理的维护,解决在栽培过程中无法及时浇水以及无法控制浇水量的问题,设计了一款自动浇水装置。采用单片机作为内部控制器,该装置装配有温湿度传感器和液位传感器等环境参数检测设备,能够智能地响应室内环境和土壤潜在需求。通过PID控制算法来控制进出水泵出水量,将期望出水量设置为SP并实时检测实际出水量PV,通过计算误差并根据PID控制器输出的控制变量U控制相应的继电装置,以实现自动浇水装置的智能化控制。 展开更多
关键词 液位高度 智能浇水 数据采集 单片机 PID控制
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基于内模控制的喷射成形漏包液位时滞控制策略
17
作者 丁俊杰 马万太 张遵祥 《机械制造与自动化》 2024年第4期250-254,共5页
针对喷射成形漏包液位系统的时滞问题,研究了漏包液位系统的控制策略,提出基于神经网络辨识模型的内模控制方法。根据漏包液位系统存在饱和模块的特点增加辅助控制器,改进了内模控制结构。为了获得系统的正、逆模型,提出基于粒子群优化... 针对喷射成形漏包液位系统的时滞问题,研究了漏包液位系统的控制策略,提出基于神经网络辨识模型的内模控制方法。根据漏包液位系统存在饱和模块的特点增加辅助控制器,改进了内模控制结构。为了获得系统的正、逆模型,提出基于粒子群优化的RBF神经网络辨识算法。将该控制策略应用到喷射成形生产线,结果表明:在该控制策略下时滞对液位的稳定性影响大幅减小,液位超调量降低至6 mm以下,双包切换时的波动量降低到15 mm以下。 展开更多
关键词 时滞 漏包液位 内模控制 神经网络
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储罐液位控制节能参数仿真研究
18
作者 刘虎成 《油气田地面工程》 2024年第5期17-22,共6页
在石油化工行业生产过程中,储罐作为一种最普通的设备被广泛应用。为保证储罐安全,储罐液位须限定在一定范围内,液位控制达到稳态的时间,直接关系到系统的稳定性及节能性。针对如何精准确定控制参数这一问题,采用仿真手段对储罐的液位... 在石油化工行业生产过程中,储罐作为一种最普通的设备被广泛应用。为保证储罐安全,储罐液位须限定在一定范围内,液位控制达到稳态的时间,直接关系到系统的稳定性及节能性。针对如何精准确定控制参数这一问题,采用仿真手段对储罐的液位控制进行研究,找到提高液位控制的节能参数,利用WINCC 7.3上位机编程软件搭建上位机工艺流程,在模块中插入C脚本语言,达到与实际运行一致的工艺参数,在STEP7 V5.5软件搭建下位机PID仿真程序,两个软件做联合仿真。仿真结果表明:在同等工况下(1000 m^(3)缓冲罐,直径11.5 m,高度10.725 m,污水外输泵排量85 m^(3)/h),比例值采用10产生的液位变化曲线达到稳态的时间与比例值采用5液位变化曲线达到稳态的时间相比缩短4 min;初步估算,每天每个泵将减少高频运行时间约为2 h,如果按照72 kW功率计算,每台泵每天节能约为72 kWh,每年节能约为2.628×10^(4)kWh,按照0.54元/kWh电价计算,每台泵每年节约运行费用1.42万元。在油田实际生产运行中,优化控制参数能起到较好的节能降耗作用,产生良好的经济效益。 展开更多
关键词 储罐 PID控制 液位 节能 仿真
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循环量预测模型下石化污水脱硫罐液位控制方法
19
作者 高会萌 罗超 《化工自动化及仪表》 CAS 2024年第6期985-989,共5页
提出循环量预测模型下石化污水脱硫罐液位控制方法。在循环量预测模型下,分析影响脱硫罐液位变化的主要影响因素,在此基础上预测脱硫罐液体循环量,同时将各项影响因素作为输入变量,设计脱硫罐液位被控模型,结合循环量的变化调整脱硫罐液... 提出循环量预测模型下石化污水脱硫罐液位控制方法。在循环量预测模型下,分析影响脱硫罐液位变化的主要影响因素,在此基础上预测脱硫罐液体循环量,同时将各项影响因素作为输入变量,设计脱硫罐液位被控模型,结合循环量的变化调整脱硫罐液位,根据脱硫罐液位的波动情况,设计切换控制机制,使其能够在液位的不同状态下始终维持稳定。实验结果表明:循环量预测模型下石化污水脱硫罐液位控制方法控制响应时间快、控制精度高。 展开更多
关键词 液位控制 循环量预测模型 切换控制机制 脱硫罐 石化污水
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基于ECS-700系统宽融合多支持智能控制应用研究
20
作者 宋长红 《长江工程职业技术学院学报》 CAS 2024年第2期16-19,28,共5页
通过分析ECS-700系统优势,得出ECS-700系统是能满足监控与管理、提高仪表控制系统可靠性,保障生产工艺安全的大型高端集散控制系统;针对兰州某公司水性科技产业园项目水性树脂标段中的电气自控工程实际情况,提出基于ECS-700系统的宽融... 通过分析ECS-700系统优势,得出ECS-700系统是能满足监控与管理、提高仪表控制系统可靠性,保障生产工艺安全的大型高端集散控制系统;针对兰州某公司水性科技产业园项目水性树脂标段中的电气自控工程实际情况,提出基于ECS-700系统的宽融合多支持智能控制应用方案,设计预处理车间和关键设备智能控制流程。结果表明该应用方案满足了生产和实际工程要求,系统安全可靠,极大地提高了维修效率和控制处理效率。 展开更多
关键词 ECS-700系统 温度智能控制 液位智能控制
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