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利用工业自动化系统对三容水箱系统进行模型预测控制

Model-Predictive Control for the Three-Tank System Utilizing an Industrial Automation System.

作者信息

Kortela Jukka

机构信息

Department of Chemical and Metallurgical Engineering, Aalto University School of Chemical Engineering, P.O. Box 16100, FI-00076 Aalto, Finland.

出版信息

ACS Omega. 2022 May 20;7(22):18605-18611. doi: 10.1021/acsomega.2c01275. eCollection 2022 Jun 7.

DOI:10.1021/acsomega.2c01275
PMID:35694502
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9178774/
Abstract

A three-tank process has difficulty in controller design because of nonlinear flow and interactions between tanks. This paper addresses the design methodology of the model-predictive controller (MPC) for the three-tank system. The control performance of the proposed MPC controller is compared with the proportional plus integral (PI) controller by both simulations and experiments on the real three-tank pilot with the industrial ABB 800xA automation system. The MPC controller shows a faster response for the two tanks: In the simulation, the settling times are about 120 s for both tanks of the MPC controller. On the other hand, the settling times for the PI controller are about 200 s for the first tank and 150 s for the second tank. The experiments confirm these results.

摘要

一个三容过程由于存在非线性流动以及各容器之间的相互作用,在控制器设计方面存在困难。本文阐述了用于三容系统的模型预测控制器(MPC)的设计方法。通过在配备工业ABB 800xA自动化系统的真实三容试验装置上进行仿真和实验,将所提出的MPC控制器的控制性能与比例积分(PI)控制器进行了比较。MPC控制器对两个容器表现出更快的响应:在仿真中,MPC控制器的两个容器的调节时间约为120秒。另一方面,PI控制器的第一个容器的调节时间约为200秒,第二个容器的调节时间约为150秒。实验证实了这些结果。

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