三容水箱系统容错控制的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科学技术和工业生产的迅猛发展，人们对于自动化控制技术的要求越来越高。现代控制系统的规模趋于大型化、复杂化，此时对于设备及其控制系统的可靠性、安全性就有了极高的要求。然而，实际生产过程中的被控对象大多具有多输入、非线性、时延等特点，经典控制已不能满足这样的要求。所以很多先进的控制算法出现了，如模糊控制、神经网络控制、预测控制等。在我国，一些控制领域已经接近了国际水平，但是就这些先进理论应用于实际的工业生产而言，与国外发达国家仍然有很大的差距。理论算法一旦应用于现场就会出现各种各样的实际问题，一定程度上影响了理论的应用，所以系统需要容错功能，可以避免系统产生故障后发生的危险或损失。本题要做的就是模拟实际出现的问题，提前设计容错控制，进行仿真来检测可行性。

三容水箱系统具有多输入多输出、非线性、大时滞系统的特点。其液位控制算法主要有以下几个方向。

1.常规pid控制：算法成熟，调试方便，对模型的误差具有鲁棒性等优点，但是传统的pid已不适应三容水箱这样的复杂系统。

2. 研究的基本内容与方案

本文研究的课题为“三容水箱系统容错控制的研究”，论文工作主要包括以下几个方面的内容：

（1）查阅资料，了解容错控制的基本发展，了解容错控制的各种概念，主动容错控制与被动容错控制分别适合怎么样的系统；

（2）了解三容水箱的总体硬件结构，依次分析系统的一阶、二阶、三阶对象的结构和工作原理。并对三容水箱进行建模，并建立实验时水箱各参数的数据，便于用matlab进行仿真设计；

3. 研究计划与安排

第1周：完成文献检索与阅读，对英文文献翻译，完成开题报告并上传。

第2周至第4周：对三容水箱进行matlab建模。

第5周至第7周：设计三容水箱液位控制算法。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李斌．水箱容错控制．大连海事大学硕士学位论文，2008

[2]蔡喜翠．三容水箱液位控制系统的研究．哈尔滨工业大学硕士学位论文，2005

[3]师展．基于预测控制算法的三容水箱液位控制．沈阳理工大学硕士学位论文，2013