基于CS4000实验装置的比值控制及选择性控制系统设计(4)
（3）智能PID控制技术有待进一步研究，将自适应、自整定和增益计划设定有机结合，使其具有自诊断功能；结合专家经验知识、直觉推理逻辑等专家系统思想和方法对原有PID控制器设计思想及整定方法进行改进；将预测控制、模糊控制和PID控制相结合，进一步提高控制系统性能。这些都是智能PID控制发展的极有前途的方向。
1．4 本文主要研究内容及框架
本文以浙大中控CS4000过程控制实验装置为基础，以计算机为控制器，基于JX-300XP集散控制系统，使用AdvanTrol-Pro 2.50软件完成了多种特殊控制方式控制系统的设计。本文的主要工作如下：
第一章是绪论。简单介绍了过程控制，生产过程自动化的发展和趋势，PID控制器的应用与发展，最后给出了本文所做的主要工作。
第二章简单介绍了过程控制实验装置CS4000，JX-300XP控制系统，以及CS4000和JX-300XP的连接方式。并对AdvanTrol-Pro 2.50平台软件以及使用的检测仪表进行了介绍。
第三章首先简单介绍了目前广泛使用的一些建模方法，其次详细介绍了单容水箱液位对象动态特性的测试过程及建模结果。
第四章简单介绍了PID控制算法的原理和特点，并详细介绍了单闭环、双闭环流量比值控制系统的设计过程，软件实现，以及运行调试结果。
第五章详细介绍了水箱液位与流量的选择性控制系统的设计过程，软件实现，以及运行调试结果。
最后，结论部分对全文工作进行总结，并提出一些有待于进一步解决的问题。
2 实验装置及平台介绍
本实验是以浙大中控生产的CS4000过程控制实验装置为基础，以计算机为控制器，基于JX-300XP集散控制系统，使用AdvanTrol-Pro软件进行系统设计的。故本章将依次介绍CS4000装置，JX-300XP控制系统，实验所用的传感器及其它设备，以及AdvanTrol-Pro编程环境。
2．1 过程控制实验装置CS4000简介
CS4000实验对象主要由：主-副管路流量子系统，四容水箱液位多变量子系统、加热水箱-纯滞后水箱温度子系统组成。整个装置简图如2-1所示。
2-1 过程控制装置CS4000简图
CS4000实验装置包括两个独立的水路动力系统，一路（主管路）由循环泵、电动调节阀、电磁流量计组成，由电动调节阀调节流量，电磁流量计检测流量；另一路（副管路）由变频器、循环泵、涡轮流量计组成，由变频器调节流量，涡轮流量计检测流量。对于单输入单输出系统，主管路水流量可作为主要的操作变量，而副管路水流量可作为主要的扰动变量；而对于多输入多输出系统，主副管路的水流量都将作为多变量系统的操作变量。
CS4000实验装置包含了一套典型的多输入多输出受控对象。该对象由四个有机玻璃水箱组成，每个水箱均装有液位变送器。通过阀门切换，任何两组动力的水流可以到达任何一个水箱。借助于该多变量对象，可实现多回路控制、多变量非最小相位系统、多变量选择与超驰控制、多变量解耦控制、多变量预测控制等多变量控制系统。
2．2 集散控制系统JX-300XP简介
JX-300XP控制系统吸收了近年来快速发展的通信技术、微电子技术，充分应用了最新信号处理技术、高速网络通信技术、可靠的软件平台和软件设计技术以及现场总线技术，采用了高性能的微处理器和成熟的先进控制算法，全面提高了控制系统的功能和性能，同时，它实现了多种总线兼容和异构系统综合集成，各种国内外DCS、PLC[16-17]及现场智能设备都可以接入到JX-300XP控制系统中，使其成为一个全数字化、结构灵活、功能完善的开放式集散控制系统，能适应更广泛更复杂的应用要求。