一种积分分离分数阶pid控制的供水系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种积分分离分数阶PID控制的供水系统。本实用新型包括积分分离分数阶PID控制器、A/D转换器、数值比较器、微机控制器、D/A转换器、水泵驱动器、水泵机组、储水箱、传感器组，积分分离分数阶PID控制器的三路分别连接数值比较器、微机控制器、D/A转换器，设置在储水箱的传感器组与A/D转换器连接，D/A转换器的一路依次连接水泵驱动器、水泵机组、储水箱。本实用新型的供水系统控制过程是以积分分离分数阶PID控制器为核心，积分分离分数阶PID的阶次不仅可以连续取值，进一步拓宽了整数阶PID控制器参数的选择范围，而且A/D转换器的输出经数值比较器与设定值进行比较，将比较结果输入到积分分离分数阶PID控制器，进而选择取消或引入积分控制，这使得积分分离分数阶PID控制器更加灵活，可根据供水系统不同性能特性和要求，选择合适的微分阶次、积分阶次和取消或引入积分控制，获得最佳的控制效果。
【专利说明】—种积分分离分数阶PID控制的供水系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种积分分离分数阶PID控制的供水系统。
【背景技术】
[0002]整数阶PID控制器由于算法简单，参数易于整定，鲁棒性强等优点被广泛用于工业控制中，然而许多控制系统或真实的物理对象更适合任意阶的微分方程和积分方程来表示，而且现代工业更加要求高精度、高稳定性。因此，传统的整数阶PID控制器便无法满足现代工业或物理对象的要求。
[0003]积分分离分数阶PID控制器的响应能力和抗干扰能力优于传统的整数阶PID控制器，而且其鲁棒性能、调节性能、精度和稳定性也优于整数阶PID控制器。
实用新型内容
[0004]本实用新型所解决的技术问题是提供一种以积分分离分数阶PID控制器为核心的供水系统。积分分离分数阶PID的阶次不仅可以连续取值，进一步拓宽了整数阶PID控制器参数的选择范围，而且A/D转换器的输出经数值比较器与设定值进行比较，将比较结果输入到积分分离分数阶PID控制器，进而选择取消或引入积分控制。这使得积分分离分数阶PID控制器更加灵活，可根据供水系统不同性能特性和要求，选择合适的微分阶次、积分阶次和取消或引入积分控制，获得最佳的控制效果。
[0005]为解决上述的技术问题，本实用新型采用的技术方案:
[0006]一种积分分离分数阶PID控制的供水系统，其特殊之处在于:包括积分分离分数阶PID控制器、微机控制器、D/A转换器、数值比较器、A/D转换器、水泵驱动器、水泵机组、储水箱、传感器组(压力传感器、水位传感器和流量传感器)，积分分离分数阶PID控制器的三路分别连接数值比较器、微机控制器、D/A转换器，设置在储水箱的传感器组与A/D转换器连接，D/A转换器的一路依次连接水泵驱动器、水泵机组、储水箱。
[0007]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:
[0008]本实用新型的供水系统过程是以积分分离分数阶PID控制器为核心的，积分分离分数阶PID的阶次不仅可以连续取值，进一步拓宽了整数阶PID控制器参数的选择范围，而且A/D转换器的输出经数值比较器与设定值进行比较，将比较结果输入到积分分离分数阶PID控制器，进而选择取消或引入积分控制。这使得积分分离分数阶PID控制器更加灵活，可根据供水系统不同性能特性和要求，选择合适的微分阶次、积分阶次和取消或引入积分控制，获得最佳的控制效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为实用新型的原理图。
【具体实施方式】[0010]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明:
[0011]参见图1，本实用新型包括积分分离分数阶PID控制器6、微机控制器7、D/A转换器8、数值比较器5、A/D转换器4、水泵驱动器9、水泵机组10、储水箱11、传感器组，积分分离分数阶PID控制器6的三路分别连接数值比较器5、微机控制器7、D/A转换器8，设置在储水箱11的传感器组与A/D转换器4连接，D/A转换器8的一路依次连接水泵驱动器9、水泵机组10、储水箱11。
[0012]上述的传感器组由压力传感器12、水位传感器13和流量传感器14构成。
[0013]本实用新型的积分分离分数阶PID控制器6并配以A/D转换器4，数值比较器5、D/A转换器8，A/D转换器4将传感器送来的信号进行变换和处理后送给数值比较器5，经数值比较器5处理后送给积分分离分数阶PID控制器6并将其作为积分分离分数阶PID控制器6的反馈量，控制器的输出量经过D/A转换器8转化以电压的信号送到水泵驱动器9，水泵驱动9根据积分分离分数阶PID控制器6输出的参数来决定水泵机组10向储水箱11中的供水量。
[0014]工作流程:压力传感器12、水位传感器13和流量传感器14分别来检测水压1、水位2和水流量3，并将检测到的参数送到A/D转换器4，A/D转换器4将数据处理和转化后送给数值比较器5，经数值比较器5处理后送给积分分离分数阶PID控制器6并将其作为积分分离分数阶PID控制器6的反馈量，积分分离分数阶PID控制器6又与微机控制器7相连，积分分离分数阶PID控制器6经过D/A转换器8将转化后的信号传送给水泵驱动器9，水泵驱动器9根据接收到的信号决定水泵机组10对储水箱11的供水量，因此水泵驱动器9与水泵机组10相连，水泵机组10又与储水箱11相连，储水箱11通过压力传感器12、水位传感器13和流量传感器14接回积分分离分数阶PID控制器6，将水压1、水位2和水流量3三个参数反馈回积分分离分数阶PID控制器6。
【权利要求】
1.一种积分分离分数阶PID控制的供水系统，其特征在于:包括积分分离分数阶PID控制器(6)、微机控制器(7)、D/A转换器(8)、数值比较器(5)、A/D转换器(4)、水泵驱动器(9)、水泵机组(10)、储水箱(11)、传感器组(压力传感器(12)、水位传感器(13)、流量传感器(14))，积分分离分数阶PID控制器(6)的三路分别连接数值比较器(5)、微机控制器(7)、D/A转换器(8)，设置在储水箱(11)的传感器组与A/D转换器(4)连接，D/A转换器(8)的一路依次连接水泵驱动器(9 )、水泵机组(10 )、储水箱(11)。
【文档编号】E03B11/16GK203745806SQ201320790028
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】张阳, 陈帝伊, 薛运田, 张振铎 申请人:西北农林科技大学