網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、不斷變革的信息技術(shù)推動(dòng)著工業(yè)控制逐步向前發(fā)展，大量應(yīng)用的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)如現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)等表明工業(yè)控制領(lǐng)域正朝著系統(tǒng)集成化、控制分散化、節(jié)點(diǎn)智能化、結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，全球化工廠的格局已經(jīng)形成。為了適應(yīng)新一代的控制需求，在現(xiàn)有分散控制系統(tǒng)(DCS，Distributed Control Systems)和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)(FCS，F(xiàn)ieldbus Control Systems)的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCS，Netwo

2、rked Control Systems)。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)與前幾代控制系統(tǒng)相比具有更好的開放性與分布性，是當(dāng)前控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題，也是今后控制結(jié)構(gòu)發(fā)展的方向。 目前針對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究多處于模型構(gòu)建和網(wǎng)絡(luò)傳輸問題的仿真分析層面，基于實(shí)際物理模型的研究還比較少。網(wǎng)絡(luò)傳輸機(jī)制的本質(zhì)特點(diǎn)決定了理論分析始終無法完整的體現(xiàn)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)控制模型，因而構(gòu)建基于Internet的網(wǎng)路控制平臺(tái)可使理論分析有了更實(shí)際的意義。本文在分析網(wǎng)絡(luò)控制的現(xiàn)狀

3、及主要研究問題后，通過對(duì)現(xiàn)有多協(xié)議轉(zhuǎn)換平臺(tái)的改造，構(gòu)建了一個(gè)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。平臺(tái)控制對(duì)象為鍋爐液位，雖然該對(duì)象可近似為一階慣性加純滯后環(huán)節(jié)，但是在不同工作點(diǎn)模型參數(shù)會(huì)發(fā)生變化，因而傳統(tǒng)的PID控制難以得到滿意的控制效果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制具有適應(yīng)模型變化的學(xué)習(xí)能力，可以通過訓(xùn)練得到優(yōu)化的控制參數(shù)。本文將增量式PID控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法對(duì)鍋爐液位進(jìn)行控制，并實(shí)現(xiàn)了本地和網(wǎng)絡(luò)兩種控制方式。 文中對(duì)現(xiàn)有平臺(tái)

4、的主要改進(jìn)包括：1、重新編寫底層控制器程序，使得與上位機(jī)交互的信息更多，便于更加豐富的數(shù)據(jù)組態(tài)和控制算法編寫；同時(shí)在底層智能控制器上實(shí)現(xiàn)了增量式PID和單神經(jīng)元PID兩種控制算法。2、在上位機(jī)上利用WebAccess實(shí)現(xiàn)了多種控制方式，包括本地控制(開環(huán)控制、增量式PID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制)和網(wǎng)絡(luò)控制(開環(huán)控制、增量式PID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制)。3、在多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制的效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，總結(jié)出了網(wǎng)絡(luò)中的延時(shí)、丟包、