分数阶PID控制的高效供水系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种分数阶PID控制的高效供水系统。本实用新型专利技术包括分数阶PID控制器、微机控制器、水泵驱动器、水泵机组、储水箱、传感器组，分数阶PID控制器的三路分别连接A/D转换器、微机控制器、D/A转换器，设置在储水箱的传感器组一路与分数阶PID控制器连接，另一路与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。本实用新型专利技术的供水系统控制过程是以分数阶PID控制器为核心的，分数阶PID的阶次可以连续取值，进一步拓宽了整数阶PID控制器参数的选择范围，这使得分数阶PID控制器结构灵活，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和积分阶次，获得最佳的控制效果。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种分数阶PID控制的高效供水系统。
技术介绍
整数阶PID控制器由于控制算法简单，参数易于整定，鲁棒性强等优点被广泛用于工业控制中，然而近几年，越来越多的研究关注与被控对象或控制器是分数阶的系统，这是因为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，整数阶PID控制器由于其控制算法的简单性，因此仅适用于单输入单输出的最小相位系统，而且不能同时满足的控制系统的不同性能要求，在确定大时滞，不确定等受控系统时，需要多个PID控制器串联才能达到理想的控制效果。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控制器，鲁棒性能 和调节性能优于传统的整数阶PID控制器，这使得分数阶PID控制器在不用多个串联的情况下就能有效地检测供水网中参数，高效稳定地控制供水系统。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题是提供一种以分数阶PID控制器为核心的。分数阶PID的阶次可以连续取值，进一步拓宽了整数阶PID控制器参数的选择范围，这使得分数阶PID控制器结构灵活，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和积分阶次，获得最佳的控制效果的分数阶PID控制的高效供水系统。为解决上述的技术问题，本技术采用的技术方案一种分数阶PID控制的高效供水系统，其特殊之处在于包括分数阶PID控制器、微机控制器、水泵驱动器、水泵机组、储水箱、传感器组，分数阶PID控制器的三路分别连接A/D转换器、微机控制器、D/A转换器，设置在储水箱的传感器组一路与分数阶PID控制器连接，另一路与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。上述的传感器组由压力传感器、水位传感器和流量传感器构成。与现有技术相比，本技术的有益效果本技术的供水系统控制过程是以分数阶PID控制器为核心的，分数阶PID的阶次可以连续取值，进一步拓宽了整数阶PID控制器参数的选择范围，这使得分数阶PID控制器结构灵活，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和积分阶次，获得最佳的控制效果；本技术的供水系统采用分数分数阶PID控制器，使得微分器和积分器的阶次可以不是整数，而且它比整数阶PID控制器多了两个可调参数，可取得比整数阶PID控制器更好的动态性能。附图说明图I为技术的原理图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。参见图1，本技术包括分数阶PID控制器5、微机控制器6、水泵驱动器8、水泵机组9、储水箱10、传感器组，分数阶PID控制器5的三路分别连接A/D转换器4、微机控制器6、D/A转换器7，设置在储水箱10的传感器组一路与分数阶PID控制器5连接，另一路与A/D转换器4连接，D/A转换器7的一路依次连接水泵驱动器8、水泵机组9、储水箱10。上述的传感器组由压力传感器11、水位传感器12和流量传感器13构成。本技术的分数阶PID控制器5并配以A/D转换器4，D/A转换器7，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分数阶PID控制器5并将其作为分数阶PID控制器5的反馈量，控制器的输出量经过D/A转换器7转化以电压的信号送到水泵驱动器8，水泵驱动，8根据分数阶PID控制器5输出的参数来决定水泵机组9向储水箱10中的供 水量。工作流程压力传感器11、水位传感器12和流量传感器13分别用来检测水压I、水箱水位2和水流量3，并将检测到的参数送于A/D转换器4，A/D转换器4将数据处理和转化后送给分数阶PID控制器5，分数阶PID控制器5又与微机控制器6相连，分数阶PID控制器5经过D/A转换器7将转化后信号传送给水泵驱动器8，水泵驱动器8根据接到信号决定水泵机组9对储水箱10的供水量，因此水泵驱动器8与水泵机组9相连，水泵机组9又与水箱10相连，储水箱10通过压力传感器11、水位传感器12和流量传感器13接回分数阶PID控制器5，将水压I、水位2、水流量3三个参数反馈回分数阶PID控制器5。权利要求1.一种分数阶PID控制的高效供水系统，其特征在于包括分数阶PID控制器(5)、微机控制器(6)、水泵驱动器(8)、水泵机组(9)、储水箱(10)、传感器组，分数阶PID控制器(5)的三路分别连接A/D转换器(4)、微机控制器(6)、D/A转换器(7)，设置在储水箱(10)的传感器组一路与分数阶PID控制器(5)连接，另一路与A/D转换器(4)连接，D/A转换器(7 )的一路依次连接水泵驱动器(8 )、水泵机组(9 )、储水箱(10 )。2.根据权利要求I所述的分数阶PID控制的高效供水系统，其特征在于所述的传感器组由压力传感器(11)、水位传感器(12)和流量传感器(13)构成。专利摘要本技术涉及一种分数阶PID控制的高效供水系统。本技术包括分数阶PID控制器、微机控制器、水泵驱动器、水泵机组、储水箱、传感器组，分数阶PID控制器的三路分别连接A/D转换器、微机控制器、D/A转换器，设置在储水箱的传感器组一路与分数阶PID控制器连接，另一路与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。本技术的供水系统控制过程是以分数阶PID控制器为核心的，分数阶PID的阶次可以连续取值，进一步拓宽了整数阶PID控制器参数的选择范围，这使得分数阶PID控制器结构灵活，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和积分阶次，获得最佳的控制效果。文档编号E03B11/16GK202644655SQ201220194740公开日2013年1月2日 申请日期2012年5月3日 优先权日2012年5月3日专利技术者陈帝伊, 王党格 申请人:杨凌百泰自动化工程有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分数阶PID控制的高效供水系统，其特征在于：包括分数阶PID控制器（5）、微机控制器（6）、水泵驱动器（8）、水泵机组（9）、储水箱（10）、传感器组，分数阶PID控制器（5）的三路分别连接A/D转换器（4）、微机控制器（6）、D/A转换器（7），设置在储水箱（10）的传感器组一路与分数阶PID控制器（5）连接，另一路与A/D转换器（4）连接，D/A转换器（7）的一路依次连接水泵驱动器（8）、水泵机组（9）、储水箱（10）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈帝伊，王党格，
申请(专利权)人：杨凌百泰自动化工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：