多罐液位系统的哈密顿建模与能量成形控制

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多罐液位系统的哈密顿建模与能量成形控制
多罐液位系统具有明显的非线性、大惯性和时滞等特性,这些特性为各种控制策略提供了研究平台,对工业生产中液位控制系统的研究具有指导作用。多罐液位系统大多由多罐串联而成；由流体力学可知,在紊流情况下,液位与流量呈非线性关系,这就对多罐液位精确控制和控制系统提出了更高的要求。
在最近几十年中,许多先进控制方法,例如PID控制、反馈线性化控制、滑模控制、预测控制、智能控制等已经在实验室实验和工业生产过程取得了广泛应用。伴随着非线性理论的发展,一种新颖的基于能量成形的端口受控哈密顿控制方法受到了高度重视。
这种方法的主要特点是把系统表示为端口受控哈密顿结构,且系统拥有的哈密顿函数被用作是李雅普诺夫函数,这使得系统的稳定性分析更加易懂。本课题针对中控SUPCONAE2000液位实验系统,给出了多罐液位系统的端口受控哈密顿(PCH)系统建模与能量成形控制方法。
第一,综述了国内外多罐液位系统的研究与应用现状,包括硬件系统和软件系统；此外各种控制策略及其应用也有所介绍。第二,介绍了端口受控哈密顿(PCH)系统建模与能量成形控制方法的理论基础,包括无源性,耗散性等, ...

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关键词：哈密顿 李雅普诺夫 非线性关系 控制方法 控制系统