登录    |    注册

您好,欢迎来到中国测试科技资讯平台!

首页>《中国测试》期刊>本期导读>基于dSPACE和PLC的控制算法测试系统设计

基于dSPACE和PLC的控制算法测试系统设计

517    2018-09-27

¥0.50

全文售价

作者:席嫣娜1, 王印松1, 李亚玲1, 汶爱文2

作者单位:1. 华北电力大学自动化系, 河北 保定 071003;
2. 航空工业陕西航空电气有限责任公司, 陕西 西安 710000


关键词:测试系统;S7-300 PLC;dSPACE;WinCC;自适应模糊控制


摘要:

为解决过程控制中复杂优化算法的工程化验证问题,设计一种基于dSPACE实时仿真系统、S7-300 PLC和WinCC的控制算法测试系统。该测试系统利用PLC实现复杂控制算法,并通过dSPACE与Matlab/Simulink的无缝连接模拟被控对象的实际运行过程,同时借助WinCC实现对控制系统的在线调试和控制效果的实时观测。之后,将一种基于函数-变斜率的新型自适应模糊控制算法应用于S7-300 PLC,通过STEP 7编程软件将该算法封装为一个库函数,以便技术开发人员随时调用,并借助所搭建的测试系统对其控制性能进行验证。结果表明:该测试系统可为控制算法的开发和验证提供一个方便可靠的实时仿真环境,并且所提出的新型自适应模糊控制算法具有较好的控制效果和较强的鲁棒性。


Design of control algorithm test system based on dSPACE and PLC

XI Yanna1, WANG Yinsong1, LI Yaling1, WEN Aiwen2

1. Department of Automation, North China Electric Power University, Baoding 071003, China;
2. Avic Shanxi Aero Electric Co., Ltd., Xi'an 710000, China

Abstract: In order to solve the engineering verification problem of complex optimization algorithms in process control, a test system of control algorithms based on dSPACE real-time simulation system, S7-300 PLC and WinCC was designed. The test system uses PLC to realize the complex control algorithm, and simulates the real-time running process of the controlled object through dSPACE and Matlab/Simulink which are connected straightforwardly. At the same time, the online debugging of the control system and the real-time observation of the control effect are realized with WinCC. Afterwards, a new adaptive fuzzy control algorithm based on function-variable slope is applied to S7-300 PLC. The algorithm is packaged into a library function by STEP 7 programming software so that the technology developer can call it at any time, and the control performance of the control algorithm is verified through the built test system. The results show that the test system provides a convenient and reliable real-time simulation environment for the development and verification of control algorithms. The proposed adaptive fuzzy control algorithm has better control effect and robustness.

Keywords: testing system;S7-300 PLC;dSPACE;WinCC;adaptive fuzzy control

2018, 44(9): 96-101,108  收稿日期: 2018-04-25;收到修改稿日期: 2018-05-31

基金项目: 国家自然科学基金重点项目(61533013);中央高校基本科研业费专项资金项目(2017XS137);国家建设高水平大学公派研究生项目(201706730017)

作者简介: 席嫣娜(1992-),女,甘肃平凉市人,博士研究生,研究方向为先进控制理论及其在工业过程控制系统中的应用

参考文献

[1] 郎鹏飞. 基于dSpace的硬件在回路仿真系统研究[D]. 广州:华南理工大学, 2013.
[2] 翟廉飞, 柴天佑, 高忠江, 等. 制粉系统智能解耦控制的分布式仿真实验平台[J]. 系统仿真学报, 2006, 18(7):1824-1828
[3] 董海鹰, 魏占宏, 赵香桂, 等. 基于多种群遗传算法的电动变桨系统的变论域模糊控制[J]. 控制工程, 2014, 21(2):182-188
[4] 廖鹏, 潘维加. 变论域模糊控制器单元机组SCR烟气脱硝控制研究[J]. 计算机测量与控制, 2017, 25(1):84-87
[5] 多丽, 刘义艳, 程绍峰. 基于模糊自适应脉宽调制的双反馈控制算法[J]. 探测与控制学报, 2017, 39(6):87-92
[6] 齐鹏, 翟正军, 姜红梅. 基于dSPACE的通用控制器系统开发验证平台[J]. 测控技术, 2008(2):91-94
[7] 王文卓, 卢强, 王伟, 等. 基于dSPACE仿真测试平台风机控制系统研究[J]. 控制工程, 2010, 17(S3):102-105, 138
[8] 马培蓓, 吴进华, 纪军, 等. dSPACE实时仿真平台软件环境及应用[J]. 系统仿真学报, 2004, 16(4):667-670
[9] 杜常清, 徐懂懂. 基于dSPACE的混合动力汽车控制策略半实物仿真平台[J]. 自动化与仪表, 2018, 33(1):79-83, 88
[10] 刘德荣. 复杂工业过程的先进控制[J]. 自动化学报, 2014, 40(9):1841-1842
[11] 汪小澄, 方强. 基于PLC的模糊控制研究[J]. 武汉大学学报, 2002, 35(3):79-81
[12] 刘晓霞, 孙金根, 田兆福. 用可编程控制器PLC实现模糊控制的方法研究[J]. 沈阳工业学院学报, 2003(2):28-31
[13] QIAO W Z, MIZUMOTO M. PID type fuzzy controller and parameters adaptive method[J]. Fuzzy sets and systems, 1996, 78(1):23-35
[14] EKSIN, I, GUZELKAYA M, GÜRLEYEN F. A new methodology for. deriving the rule-base of a fuzzylogic controller with a new internal structure[J]. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 2001, 14(5):617-628
[15] GÜZELKAYA M, EKSIN İ, YEŞIL E. Self-tuning of PID-type fuzzy logic controller coefficients via relative rate observer[J]. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 2003, 16(3):227-236
[16] WANG Y S, LIU J Z. A PID-type fuzzy controller and its parameters tuning method[C]//Proceedings of the 5th World Congress on intelligent Control and Automation, 2004.