熱工控制系統(tǒng)設計平臺的開發(fā)及應用.pdf

1、控制系統(tǒng)的仿真設計已經(jīng)成為控制系統(tǒng)設計的一個關鍵步驟。熱工控制對象往往比較復雜，對安全性和經(jīng)濟性的要求也較高，人們幾乎不可能在熱工對象上進行直接的控制系統(tǒng)設計，而要通過仿真以加深對系統(tǒng)本質(zhì)的掌握和了解。同時，面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法與傳統(tǒng)的面向過程的控制系統(tǒng)仿真軟件開發(fā)方法相比有很多優(yōu)點，可大大方便熱工控制系統(tǒng)設計平臺的開發(fā)和后續(xù)工作。 根據(jù)熱工控制系統(tǒng)的特點，本文采用面向?qū)ο蟮乃枷牒烷_發(fā)手段，應用Java語言設計了熱工控制系統(tǒng)設

2、計平臺。該軟件采用典型環(huán)節(jié)作為基本的操作單元，可快捷方便的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖的繪制和處理。通過對信號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)的計算機求解算法，完成了相關公式的推導和傳遞函數(shù)的離散化處理等工作。 本文在分析熱工對象現(xiàn)代建模和控制技術的基礎上，以熱工控制系統(tǒng)設計軟件為平臺，開發(fā)了雙輸入單輸出熱工對象的神經(jīng)網(wǎng)絡灰箱式建模和單輸入單輸出熱工對象的單神經(jīng)元自適應預測控制軟件模塊，并將該功能應用于大時滯熱

3、工對象——換熱器的建模和控制仿真實驗中。在建模過程中，推導了通用的前饋網(wǎng)絡和改進Elman網(wǎng)絡的基于工作點的灰箱式建模算法，這兩種算法以矩陣表示，易于理解和編程，適用性強。在網(wǎng)絡訓練中，提出了綜合的自適應步長調(diào)整策略，保證網(wǎng)絡的收斂性并避開局部極小點。通過仿真實驗，確定了神經(jīng)網(wǎng)絡在換熱器訓練和單神經(jīng)元自適應預測控制系統(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，本文同時也指出該控制