專利名稱：分數(shù)階pid控制的高效供水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種分數(shù)階PID控制的高效供水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
整數(shù)階PID控制器由于控制算法簡單，參數(shù)易于整定，魯棒性強等優(yōu)點被廣泛用于工業(yè)控制中，然而近幾年，越來越多的研究關(guān)注與被控對象或控制器是分數(shù)階的系統(tǒng)，這是因為許多控制系統(tǒng)或真實的物理對象更適合任意階的微分方程和積分方程來表示，整數(shù)階PID控制器由于其控制算法的簡單性，因此僅適用于單輸入單輸出的最小相位系統(tǒng)，而且不能同時滿足的控制系統(tǒng)的不同性能要求，在確定大時滯，不確定等受控系統(tǒng)時，需要多個PID控制器串聯(lián)才能達到理想的控制效果。分數(shù)階PID控制器的響應(yīng)能力和抗干擾能力優(yōu)于傳統(tǒng)的整數(shù)階控制器，魯棒性能 和調(diào)節(jié)性能優(yōu)于傳統(tǒng)的整數(shù)階PID控制器，這使得分數(shù)階PID控制器在不用多個串聯(lián)的情況下就能有效地檢測供水網(wǎng)中參數(shù)，高效穩(wěn)定地控制供水系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容本實用新型所解決的技術(shù)問題是提供一種以分數(shù)階PID控制器為核心的。分數(shù)階PID的階次可以連續(xù)取值，進一步拓寬了整數(shù)階PID控制器參數(shù)的選擇范圍，這使得分數(shù)階PID控制器結(jié)構(gòu)靈活，可根據(jù)供水系統(tǒng)不同性能特性和要求，選擇合適的微分階次和積分階次，獲得最佳的控制效果的分數(shù)階PID控制的高效供水系統(tǒng)。為解決上述的技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案一種分數(shù)階PID控制的高效供水系統(tǒng)，其特殊之處在于包括分數(shù)階PID控制器、微機控制器、水泵驅(qū)動器、水泵機組、儲水箱、傳感器組，分數(shù)階PID控制器的三路分別連接A/D轉(zhuǎn)換器、微機控制器、D/A轉(zhuǎn)換器，設(shè)置在儲水箱的傳感器組一路與分數(shù)階PID控制器連接，另一路與A/D轉(zhuǎn)換器連接，D/A轉(zhuǎn)換器的一路依次連接水泵驅(qū)動器、水泵機組、儲水箱。上述的傳感器組由壓力傳感器、水位傳感器和流量傳感器構(gòu)成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果本實用新型的供水系統(tǒng)控制過程是以分數(shù)階PID控制器為核心的，分數(shù)階PID的階次可以連續(xù)取值，進一步拓寬了整數(shù)階PID控制器參數(shù)的選擇范圍，這使得分數(shù)階PID控制器結(jié)構(gòu)靈活，可根據(jù)供水系統(tǒng)不同性能特性和要求，選擇合適的微分階次和積分階次，獲得最佳的控制效果；本實用新型的供水系統(tǒng)采用分數(shù)分數(shù)階PID控制器，使得微分器和積分器的階次可以不是整數(shù)，而且它比整數(shù)階PID控制器多了兩個可調(diào)參數(shù)，可取得比整數(shù)階PID控制器更好的動態(tài)性能。

圖I為實用新型的原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。參見圖1，本實用新型包括分數(shù)階PID控制器5、微機控制器6、水泵驅(qū)動器8、水泵機組9、儲水箱10、傳感器組，分數(shù)階PID控制器5的三路分別連接A/D轉(zhuǎn)換器4、微機控制器6、D/A轉(zhuǎn)換器7，設(shè)置在儲水箱10的傳感器組一路與分數(shù)階PID控制器5連接，另一路與A/D轉(zhuǎn)換器4連接，D/A轉(zhuǎn)換器7的一路依次連接水泵驅(qū)動器8、水泵機組9、儲水箱10。上述的傳感器組由壓力傳感器11、水位傳感器12和流量傳感器13構(gòu)成。本實用新型的分數(shù)階PID控制器5并配以A/D轉(zhuǎn)換器4，D/A轉(zhuǎn)換器7，A/D轉(zhuǎn)換器4將傳感器送來的信號進行變換和處理后送給分數(shù)階PID控制器5并將其作為分數(shù)階PID控制器5的反饋量，控制器的輸出量經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)化以電壓的信號送到水泵驅(qū)動器8，水泵驅(qū)動，8根據(jù)分數(shù)階PID控制器5輸出的參數(shù)來決定水泵機組9向儲水箱10中的供 水量。工作流程壓力傳感器11、水位傳感器12和流量傳感器13分別用來檢測水壓I、水箱水位2和水流量3，并將檢測到的參數(shù)送于A/D轉(zhuǎn)換器4，A/D轉(zhuǎn)換器4將數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)化后送給分數(shù)階PID控制器5，分數(shù)階PID控制器5又與微機控制器6相連，分數(shù)階PID控制器5經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器7將轉(zhuǎn)化后信號傳送給水泵驅(qū)動器8，水泵驅(qū)動器8根據(jù)接到信號決定水泵機組9對儲水箱10的供水量，因此水泵驅(qū)動器8與水泵機組9相連，水泵機組9又與水箱10相連，儲水箱10通過壓力傳感器11、水位傳感器12和流量傳感器13接回分數(shù)階PID控制器5，將水壓I、水位2、水流量3三個參數(shù)反饋回分數(shù)階PID控制器5。
權(quán)利要求1.一種分數(shù)階PID控制的高效供水系統(tǒng)，其特征在于包括分數(shù)階PID控制器(5)、微機控制器(6)、水泵驅(qū)動器(8)、水泵機組(9)、儲水箱(10)、傳感器組，分數(shù)階PID控制器(5)的三路分別連接A/D轉(zhuǎn)換器(4)、微機控制器(6)、D/A轉(zhuǎn)換器(7)，設(shè)置在儲水箱(10)的傳感器組一路與分數(shù)階PID控制器(5)連接，另一路與A/D轉(zhuǎn)換器(4)連接，D/A轉(zhuǎn)換器(7 )的一路依次連接水泵驅(qū)動器(8 )、水泵機組(9 )、儲水箱(10 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分數(shù)階PID控制的高效供水系統(tǒng)，其特征在于所述的傳感器組由壓力傳感器(11)、水位傳感器(12)和流量傳感器(13)構(gòu)成。
專利摘要本實用新型涉及一種分數(shù)階PID控制的高效供水系統(tǒng)。本實用新型包括分數(shù)階PID控制器、微機控制器、水泵驅(qū)動器、水泵機組、儲水箱、傳感器組，分數(shù)階PID控制器的三路分別連接A/D轉(zhuǎn)換器、微機控制器、D/A轉(zhuǎn)換器，設(shè)置在儲水箱的傳感器組一路與分數(shù)階PID控制器連接，另一路與A/D轉(zhuǎn)換器連接，D/A轉(zhuǎn)換器的一路依次連接水泵驅(qū)動器、水泵機組、儲水箱。本實用新型的供水系統(tǒng)控制過程是以分數(shù)階PID控制器為核心的，分數(shù)階PID的階次可以連續(xù)取值，進一步拓寬了整數(shù)階PID控制器參數(shù)的選擇范圍，這使得分數(shù)階PID控制器結(jié)構(gòu)靈活，可根據(jù)供水系統(tǒng)不同性能特性和要求，選擇合適的微分階次和積分階次，獲得最佳的控制效果。
文檔編號E03B11/16GK202644655SQ201220194740
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
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