基于Simulink的离心泵系统阀门开度分数阶PID控制

耿胡锐; 王彦伟

doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.20230827

武汉工程大学学报 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (6) : 676 -680. DOI: 10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.20230827

基于Simulink的离心泵系统阀门开度分数阶PID控制

耿胡锐, 王彦伟

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摘要

针对目前常见离心泵系统中，传统比例积分（PI）控制器和比例积分微分（PID）控制器对系统中阀门的开度控制存在控制精度欠缺和控制稳定性低等问题，基于MATLAB中的Simulink模块对常见离心泵系统中管路阀门开度控制系统进行数学建模，并确定离心泵、管路、阀门系统中阀门开度最优控制范围。采用分数阶PID算法和Oustaloup滤波器算法设计出一种阀门开度控制方案，以期提高控制系统的响应时间和稳定性。研究结果表明，对比传统PID控制器，在比例、积分、微分3个参数相同的条件下，以75%阀门开度为控制目标，本文设计的分数阶PID阀门开度控制器超调量减小了8.7%、控制系统的稳定时间减少了5.6 s，控制结果稳定性提升明显，稳定时间显著降低，为离心泵系统阀门开度控制的深入研究提供了参考。