【正文】 基于 GA 的雙容水箱液位 PID 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二） 第 15 頁(yè) MATLAB 以熱鏈方式與服務(wù)器連接的程序結(jié)構(gòu)： MATLAB 客戶(hù)程序主體 : %DDE. m ， 初始化 DDE 程序 function DDE = DDE() global channel。 pv = ddereq(channel,?AD. AI0?) 。TAGNAME39。,39。 子程序 % 沈陽(yáng)航空航天大 學(xué)課程設(shè)計(jì)論文 基于 GA 的雙容水箱液位 PID 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二） 第 16 頁(yè) function uk=control(pv) chann=ddeinit(39。 range41=39。 p=ddereq(chann,range43)。 6. 系統(tǒng)調(diào)試 和結(jié)果分析 調(diào)試過(guò)程的一般步驟如下： （ 1）在 A3000 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) FS 上，打開(kāi)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥 PT10 JV102，調(diào)節(jié)下水箱閘板開(kāi)度（可以稍微大一些），其余閥門(mén)關(guān)閉。 在組態(tài)王的運(yùn)行界面，觀(guān)察下水箱液位的時(shí)時(shí)曲線(xiàn)圖，將實(shí)際控制效果與我們計(jì)算的控制效果進(jìn)行比較，找出其中失敗的原因，根據(jù)其原因在控制程序中對(duì)相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行修改，直到達(dá)到最佳控制效果。這些收獲讓我很高興。在本課題設(shè)計(jì)中，采用了智能 控制 PID 算法，它不僅根據(jù)偏差計(jì)算控制量，而且考慮到了偏差的變化方向，可以防止出現(xiàn)大的超調(diào)，減小穩(wěn)態(tài)誤差，通過(guò)不斷的調(diào)試，最終得到了防人沈陽(yáng)航空航天大 學(xué)課程設(shè)計(jì)論文 基于 GA 的雙容水箱液位 PID 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二） 第 18 頁(yè) 智能控制算法最佳參數(shù)。 沈陽(yáng)航空航天大 學(xué)課程設(shè)計(jì)論文 基于 GA 的雙容水箱液位 PID 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二） 第 19 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 薛定宇 . 控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) :MATLAB 語(yǔ)言及應(yīng)用 . 北京 : 清華大學(xué)出版社 , 1998: 255286 [2] 瞿慶一 . 典型工業(yè)過(guò)程的組態(tài)控制 .天津大學(xué)出版社 [3] 俞金壽 . 過(guò)程控制系統(tǒng)和應(yīng)用 . 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021: 124125 [4] 邵裕森 , 戴 先中 . 過(guò)程控制工程 . 北京 。 三是在 MATLAB 中編寫(xiě)主控程序 ，實(shí)現(xiàn) PID 算法對(duì)液位的控制及與組態(tài)王的 DDE 通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。通過(guò)兩周的學(xué)習(xí)我能過(guò)熟練的創(chuàng)建組態(tài)界面、定義變量及動(dòng)畫(huà)連接。 （ 6）啟 動(dòng)調(diào)節(jié)器，設(shè)置控制液位。 ddepoke(chann, range41,uk)。 uk1=ddereq(chann,range41)。REAL239。x39。 cb=ddeadv(chann,range43,39。VIEW39。 上述函數(shù)將 MATLAB 與組態(tài)王的 AD 設(shè)備的 AI0 通道之間建立了熱鏈接 ,一旦 AI0的數(shù)據(jù)有變化 ,則調(diào)用 control()函數(shù)進(jìn)行處理。糾正這種缺陷的方法是采用積累補(bǔ)償法，當(dāng)超出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行能力時(shí)，將其多余部分積累起來(lái)，而一旦可能時(shí)，再補(bǔ)充執(zhí)行。 控制點(diǎn)目前包含三種比較簡(jiǎn)單的 PID 控制算法，分別是：增量式算法，位置式算法，微分先行。 閥位反饋信號(hào)： 4~20mADC，輸出最大負(fù)載： 小于 500Ω 斷信號(hào)閥位置：可任 意設(shè)置為保持 /全開(kāi) /全關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜 傳感器執(zhí)行 器連接板 第一級(jí)控制系統(tǒng) 第三級(jí)控制系統(tǒng) 第二級(jí)控制系統(tǒng) 網(wǎng)關(guān)系統(tǒng) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)舉例 常規(guī)儀表，DDC ，或PLC 實(shí)驗(yàn)接口 RS485到以太網(wǎng) 網(wǎng) 絡(luò) 接 入 設(shè) 備 過(guò)程級(jí) 管理級(jí) 沈陽(yáng)航空航天大 學(xué)課程設(shè)計(jì)論文 基于 GA 的雙容水箱液位 PID 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二） 第 13 頁(yè) 一般過(guò)程控制不要求這個(gè)絕對(duì)高度。如圖 15 所示： 圖 15 壓力傳感器接線(xiàn)原理圖 端口 ab 之間接負(fù)載 (250～ 500Ω)。支路 2 有 2水泵，壓力變送器，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，三個(gè)水箱，還有一路流入換熱器進(jìn)行冷卻。一個(gè)前門(mén)，保證了設(shè)備防塵、散熱等需要。值輸出： 模擬值輸出、離散值輸出、字符串輸出。選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng) “數(shù)據(jù)庫(kù) \數(shù)據(jù)詞典 ”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊 “新建 ”圖標(biāo)，然后就可以根據(jù)提 示完成各個(gè)變量的定義及修改。 啟動(dòng)組態(tài)王工程管理器（ ProjManager），選擇菜單 “ 文件 \新建工程 ” 或單擊 “ 新建 ”按鈕，彈出如圖 5 所示 的對(duì)話(huà)框 ： 圖 5 新建工程向?qū)? 沈陽(yáng)航空航天大 學(xué)課程設(shè)計(jì)論文 基于 GA 的雙容水箱液位 PID 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二） 第 7 頁(yè) 點(diǎn)擊下一步 , 在工程路徑文本框中輸入一個(gè)有效的工程路徑 ， 再點(diǎn)擊下一步 ,為新建工程命名為 “ 水箱液位仿人智能控制 ” ，工程描述為 “ 實(shí)驗(yàn)室建設(shè) ” ，并將新建的工程設(shè)置為當(dāng)前工程，點(diǎn)擊 “ 完成 ”， 其信息如圖 6 所示 : 圖 6 新建工程基本信息 COM1的建立 在工程瀏覽器中，從左邊的工程目錄顯示區(qū)中選擇 “設(shè)備 /COM1”，然后在右邊的內(nèi)容顯示區(qū)中雙擊 “新建 ”圖標(biāo)，則彈出 “設(shè)備配置向?qū)?”。 3. 組態(tài)王界面的開(kāi)發(fā) 進(jìn)入組態(tài)王開(kāi)發(fā)系統(tǒng)后，就可以為每個(gè)工程建立數(shù)目不限的畫(huà)面，在每個(gè)畫(huà)面上生成互相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖形對(duì)象。 % 為組態(tài)王中定義的 IO 寄存器。當(dāng)組態(tài)王作為服務(wù)器或客戶(hù)機(jī)程序時(shí)，設(shè)置 DDE 的方法基本相同，都需要在定義 I\O 變量時(shí)設(shè)置服務(wù)器程序的三個(gè)標(biāo)識(shí)名，即：服務(wù)程序名、話(huà)題名、項(xiàng)目名。 ddeadv 函數(shù)請(qǐng)求建立熱鏈。 版本后都提供了有關(guān) DDE 的一些基本函數(shù)，如 ddeinit()、 ddepoke()、ddereq()、 ddeterm()等。 組態(tài)王 中的 DDE 通信 設(shè)計(jì) 組態(tài)王既可以作為客戶(hù)應(yīng)用程序也可以作為服務(wù)器應(yīng)用程序。 2. DDE通信的實(shí)現(xiàn)方法 DDE 是 windows 平臺(tái)上的一個(gè)完整的通訊協(xié)議，它使應(yīng)用程序能彼此交換數(shù)據(jù)和發(fā)送指 令。 1. 方案 設(shè)計(jì) 本文 主要研究雙容水箱液位 PID 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 由于 本次課設(shè)是畢業(yè)設(shè)計(jì)的一部分 ， 主要是從方案論證 來(lái)完成本次課程設(shè)計(jì)。MATLAB具有強(qiáng)大的數(shù)值分析和圖形繪制功能，這與組態(tài)王的可視化界面功能相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了用組態(tài)王和 MATLAB混合編程的方法進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)。 0. 前言 隨著自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，許多 領(lǐng)域中都引入了計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)與控制技術(shù)，并取得了驚人的成果。 關(guān)鍵詞： MATLAB 程序 ； 組態(tài)界面 ； PID 控制； DDE 通信 。開(kāi)發(fā)人員通常不需要編制具體的指令和代碼，只要利用組態(tài)軟件包中的工具，通過(guò)硬件組態(tài)（硬件配置）、數(shù)據(jù)組態(tài)、圖形圖像組態(tài)等工作即可完成所需應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)工作，它具有二次開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便、開(kāi)發(fā)周期短、通用性強(qiáng)、可靠性高等