本文關鍵詞：基于智能算法的溫度網絡控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)今信息化技術產業(yè)的迅速發(fā)展,極大地推動了工業(yè)控制的前進步伐。溫度參數作為工業(yè)控制界長期研究的重要變量之一,近年來受到的重視程度越來越高,尤其是在大型的冶金、化工等制造業(yè)中各種加熱用的加熱爐、反應爐運用越來越廣泛,溫度控制效果起著舉足輕重的作用。工業(yè)控制領域的飛速發(fā)展要求傳統(tǒng)的控制技術在速度和精度上滿足越來越高的要求,通過提高工業(yè)現(xiàn)場溫度控制效果來提高工業(yè)生產的效率,逐漸成為各企業(yè)爭相追逐的目標。無線網絡技術在控制理論與控制系統(tǒng)中的應用引起了控制界專家學者們的極大關注,也推動了一股無線網絡控制系統(tǒng)的研究熱。隨著如遺傳算法的提出、模糊控制算法研究的深入、以及神經網絡算法的廣泛應用等,智能控制方法正處于飛速發(fā)展階段。將新型智能算法與傳統(tǒng)PID控制方法相結合的技術大大地提高了控制精度,不僅能夠簡化操作流程,而且可以提高生產效率。對于特定的工業(yè)控制對象,系統(tǒng)都存在一定的非線性和復雜性,由于非線性控制對象存在多樣性特點,當前還沒有一種優(yōu)異的算法可以對所有特點各異的工業(yè)控制對象進行有效控制,因此必須針對特定非線性控制對象提出有效的控制方案。本文基于Wi-Fi無線傳輸協(xié)議,組建一種層次型網絡拓撲結構的無線網絡,并定性研究了無線網絡參數對系統(tǒng)的影響。將網絡拓撲用于溫度監(jiān)控系統(tǒng)的無線通訊,創(chuàng)新性地將無線網絡控制技術應用于工業(yè)生產過程中的溫度控制系統(tǒng)。并針對工業(yè)現(xiàn)場溫度存在的非線性特點,在傳統(tǒng)的PID控制算法的基礎上結合神經網絡方法提出一種基于BP-PID算法的溫度控制器,并對該算法進行優(yōu)化與改進,模型仿真和實驗結果表明,基于BP-PID算法的溫度控制器控制效果優(yōu)良。主要的創(chuàng)新性和研究內容體現(xiàn)在以下幾個方面:1.針對工業(yè)現(xiàn)場控制對象溫度具有的時變、非線性、滯后等特性,在傳統(tǒng)PID控制算法基礎上,結合神經網絡方法設計并優(yōu)化基于BP神經網絡的PID智能控制器,在MATLAB平臺上的仿真結果驗證了BP-PID算法相比于傳統(tǒng)PID算法的優(yōu)異控制性能。2.無線傳感網絡存在的丟包率、時延、傳輸率會影響系統(tǒng)穩(wěn)定性,本文對控制對象電阻爐進行模型辨識后,在無線仿真平臺Truetime上進行控制性能仿真,得到不同參數設置對無線網絡控制系統(tǒng)性能的影響,定性分析了無線網絡各參數取值對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響趨勢。3.將無線網絡拓撲與BP-PID控制器結合構成了一整套無線網絡溫度控制系統(tǒng),在搭建的硬件實驗平臺上進行實驗操作,并通過設置的監(jiān)控軟件對被控溫度進行實時控制和監(jiān)視。最終的實驗結果分析表明本系統(tǒng)不但存在運行安全、穩(wěn)定、方便、易于維護和拓展等優(yōu)勢,其溫度控制的穩(wěn)定性、控制精度、響應速度均可達到工業(yè)控制標準。
【關鍵詞】：溫度 無線網絡 Truetime BP-PID算法
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP273;TP18
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 無線網絡控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 溫度控制研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 論文研究內容及組織結構15-17
• 1.3.1 論文研究內容15
• 1.3.2 論文組織結構15-17
• 第二章 基于Wi-Fi的無線傳感網絡拓撲研究與設計17-27
• 2.1 無線通信協(xié)議簡介17-19
• 2.2 Wi-Fi通訊協(xié)議概述19-26
• 2.2.1 Wi-Fi協(xié)議19-21
• 2.2.2 Wi-Fi網絡拓撲選取21-26
• 2.3 本章小結26-27
• 第三章 基于Truetime的網絡系統(tǒng)分析與仿真27-38
• 3.1 Truetime仿真工具介紹27-30
• 3.2 網絡控制系統(tǒng)參數介紹30-32
• 3.2.1 時延參數31
• 3.2.2 丟包率參數31-32
• 3.2.3 傳輸率參數32
• 3.3 溫度控制對象辨識32-34
• 3.3.1 模型建立32-33
• 3.3.2 參數辨識33-34
• 3.4 溫度網絡控制系統(tǒng)仿真分析34-37
• 3.5 本章小結37-38
• 第四章 智能溫度控制器設計與仿真38-56
• 4.1 智能算法研究與設計39-48
• 4.1.1 神經網絡算法概述39-41
• 4.1.2 BP-PID神經網絡算法41-46
• 4.1.3 BP-PID控制算法改進46-48
• 4.2 濾波器設計48-50
• 4.3 控制算法仿真50-55
• 4.4 本章小結55-56
• 第五章 系統(tǒng)實驗與分析56-70
• 5.1 實驗硬件平臺搭建56-62
• 5.1.1 層次型控制系統(tǒng)結構設計56-58
• 5.1.2 系統(tǒng)硬件模塊介紹58-59
• 5.1.3 硬件模塊的配置與連接59-62
• 5.2 監(jiān)控軟件設計與實現(xiàn)62-65
• 5.2.1 軟件編碼界面設計62-64
• 5.2.2 監(jiān)控顯示界面設計64-65
• 5.3 實驗操作與結果分析65-69
• 5.4 本章小結69-70
• 第六章 總結與展望70-72
• 6.1 總結70-71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻72-76
• 攻讀碩士學位期間參加的科研項目76-77
• 攻讀碩士學位期間的研究成果77-78
• 致謝78

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前1條

1 彭麗萍;岳東;;無線網絡控制系統(tǒng)的研究[J];控制工程;2006年05期

  本文關鍵詞：基于智能算法的溫度網絡控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：388382