熱工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用.pdf

1、控制系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)已經(jīng)成為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵步驟。熱工控制對(duì)象往往比較復(fù)雜，對(duì)安全性和經(jīng)濟(jì)性的要求也較高，人們幾乎不可能在熱工對(duì)象上進(jìn)行直接的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而要通過(guò)仿真以加深對(duì)系統(tǒng)本質(zhì)的掌握和了解。同時(shí)，面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)方法與傳統(tǒng)的面向過(guò)程的控制系統(tǒng)仿真軟件開(kāi)發(fā)方法相比有很多優(yōu)點(diǎn)，可大大方便熱工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)和后續(xù)工作。 根據(jù)熱工控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，本文采用面向?qū)ο蟮乃枷牒烷_(kāi)發(fā)手段，應(yīng)用Java語(yǔ)言設(shè)計(jì)了熱工控制系統(tǒng)設(shè)

2、計(jì)平臺(tái)。該軟件采用典型環(huán)節(jié)作為基本的操作單元，可快捷方便的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖的繪制和處理。通過(guò)對(duì)信號(hào)流圖和梅森公式的分析，提出了一種新的單輸入單輸出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖求傳遞函數(shù)的計(jì)算機(jī)求解算法，完成了相關(guān)公式的推導(dǎo)和傳遞函數(shù)的離散化處理等工作。 本文在分析熱工對(duì)象現(xiàn)代建模和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，以熱工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件為平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了雙輸入單輸出熱工對(duì)象的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)灰箱式建模和單輸入單輸出熱工對(duì)象的單神經(jīng)元自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制軟件模塊，并將該功能應(yīng)用于大時(shí)滯熱

3、工對(duì)象——換熱器的建模和控制仿真實(shí)驗(yàn)中。在建模過(guò)程中，推導(dǎo)了通用的前饋網(wǎng)絡(luò)和改進(jìn)Elman網(wǎng)絡(luò)的基于工作點(diǎn)的灰箱式建模算法，這兩種算法以矩陣表示，易于理解和編程，適用性強(qiáng)。在網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練中，提出了綜合的自適應(yīng)步長(zhǎng)調(diào)整策略，保證網(wǎng)絡(luò)的收斂性并避開(kāi)局部極小點(diǎn)。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，確定了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在換熱器訓(xùn)練和單神經(jīng)元自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)中參數(shù)的最佳范圍。與常規(guī)PID控制相比，單神經(jīng)元控制能夠獲得較好的控制品質(zhì)，表明該控制系統(tǒng)是可行的，本文同時(shí)也指出該控制